啥是IGBT？和三极管MOS管有何区别？

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本篇文章就来聊聊IGBT以及和三极管MOS管的区别

晶体管分类图

回顾

在介绍IGBT之前，让我们先来回顾一下三极管和MOS管的优缺点

优缺点对比图

我们知道了这两者的优缺点，就可以根据不同的场景来挑选这两个晶体管了

比如在要求小电流小电压且开关频率高的情况下，首选MOS管

在要求大电流的情况下可以选择三极管

但是呢，这两者都有共同的缺点——功耗高

能不能将这两者优点都集聚在一起（电压控制、导通电阻小、功耗低）而且还能在大电流/电压环境下工作呢？

这就不得不介绍本文的主角了——IGBT

认识IGBT

学一个东西，带着疑惑去学，自然学的明白

请带着问题，接着往下看，相信或许你会有所收获

• 先来看看IGBT的重要性

• IGBT的优势所在

IGBT的特性

显然得益于IGBT的特性，能在高电压高电流情况下工作且频率也高，这无疑在大电流/电压环境下，是不二选择

根据IGBT的特性，就可以应用在汽车逆变器上面，将发电机的交流电和电池组的直流电互相转换

IGBT的应用

IGBT工作原理

• 先来看看IGBT的符号，是不是相当于MOS管和三极管的衍生版呀？

IGBT符号

举个电动汽车例子说明，如果电调（就理解成开关））开关频率越高，那产生的PWM波也就越高，体现的是电机的转速变化越平稳

为了实现这个想法，首先得选一个合适的晶体管来做开关，那选择哪个呢？

选MOS管？肯定不行，MOS管虽然开关频率高，但是它不耐高电压/流

选三极管？可以试试，毕竟三极管可以耐高压/流

三极管当做开关

现在假设通过CE的电流为100A，因为CE的电流为β倍B，一般β系数为100，那么可以算出通过基极B需要的电流要达到1A，而且如果要一直工作的话，基极B就需要持续提供1A的电流，这显然功耗是很大的；而且还有一个问题就是，拿什么东西来控制三极管的基极B呢？

可能会想到用单片机来控制，但是单片机的IO口输出的最大电流也就20mA，对于三极管基极所需的电流微不足道，所以是行不通的

单片机控制三极管

既然单片机控制不了三极管，那控制MOS管总可以吧？然后MOS管再控制三极管

这样一来，MOS管的优点和三极管的优点集聚在一起（电压控制、耐高电压/流、频率高功耗小）

下面举个例子说明

当单片机输出高电平时，MOS管导通，三极管不导通；当单片机输出低电平时，MOS管导不导通，因为加了限流电阻，流向基极电流大于1A，三极管导通

仔细想想，如果按这样的想法来构建一个新的晶体管，是不是就有以下特性：

• 耐高压

• 功耗低

• 频率高

这不就是我们想要的结果吗？

现在，我们把上面的图片简化以下（去掉限流电阻，再把NPN三极管换成PNP三极管）可以得到这样的符号

所以，IGBT是集两者（MOS管和三极管）于一身

总结

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