Perbedaan Antara IGBT dan MOSFET

Transistor bipolar adalah satu-satunya transistor daya nyata yang digunakan sampai MOSFET yang sangat efisien muncul pada awal tahun 1970-an. BJT telah mengalami peningkatan penting dari kinerja listriknya sejak didirikan pada akhir 1947 dan masih banyak digunakan di sirkuit elektronik. Transistor bipolar memiliki karakteristik turn-off yang relatif lambat dan mereka menunjukkan koefisien suhu negatif yang dapat mengakibatkan kerusakan sekunder. MOSFET, bagaimanapun, adalah perangkat yang dikontrol tegangan daripada yang dikendalikan saat ini. Mereka memiliki koefisien suhu positif untuk resistensi yang menghentikan pelarian termal dan akibatnya kerusakan sekunder tidak terjadi. Kemudian, IGBT muncul di akhir 1980-an. IGBT pada dasarnya adalah persilangan antara transistor bipolar dan MOSFET dan juga dikontrol tegangan seperti MOSFET. Artikel ini menyoroti beberapa poin utama yang membandingkan kedua perangkat.

Apa itu MOSFET??

MOSFET, kependekan dari "Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor", adalah jenis khusus dari transistor efek medan yang banyak digunakan dalam sirkuit terpadu berskala sangat besar, berkat strukturnya yang canggih dan impedansi masukan yang tinggi. Ini adalah perangkat semikonduktor empat terminal yang mengontrol sinyal analog dan digital. Gerbang ini terletak di antara sumber dan saluran dan diisolasi oleh lapisan tipis oksida logam yang mencegah arus mengalir antara gerbang dan saluran. Teknologi ini sekarang digunakan di semua jenis perangkat semikonduktor untuk memperkuat sinyal lemah.

Apa itu IGBT?

IGBT, singkatan dari "Insulated Gate Bipolar Transistor", adalah perangkat semikonduktor tiga terminal yang menggabungkan kemampuan arus transistor bipolar dengan kemudahan kontrol dari MOSFET. Mereka adalah perangkat yang relatif baru dalam elektronika daya yang biasanya digunakan sebagai sakelar elektronik dalam beragam aplikasi, dari aplikasi daya menengah hingga ultra tinggi seperti catu daya mode sakelar (SMPS). Strukturnya hampir identik dengan MOSFET kecuali penambahan substrat p di bawah substrat n.

Perbedaan antara IGBT dan MOSFET

1. Dasar IGBT dan MOSFET

IGBT adalah singkatan dari Insulated-Gate Bipolar Transistor, sedangkan MOSFET adalah kependekan dari Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor. Meskipun, keduanya adalah perangkat semikonduktor yang dikendalikan tegangan yang berfungsi paling baik dalam aplikasi catu daya mode sakelar (SMPS), IGBT menggabungkan kemampuan penanganan arus tinggi dari transistor bipolar dengan kemudahan kontrol MOSFET. IGBT adalah penjaga gerbang saat ini yang menggabungkan keunggulan BJT dan MOSFET untuk digunakan dalam catu daya dan sirkuit kontrol motor. MOSFET adalah jenis khusus dari efek medan transistor di mana tegangan yang diberikan menentukan konduktivitas suatu perangkat.

2. Prinsip Kerja IGBT dan MOSFET

IGBT pada dasarnya adalah perangkat MOSFET yang mengontrol transistor daya sambungan bipolar dengan kedua transistor yang terintegrasi pada selembar silikon, sedangkan MOSFET adalah gerbang FET terisolasi paling umum, yang paling umum dibuat oleh oksidasi terkontrol silikon. MOSFET umumnya bekerja dengan memvariasikan lebar saluran secara elektronik dengan voltase pada elektroda yang disebut gerbang yang terletak di antara sumber dan saluran, dan diisolasi oleh lapisan tipis silikon oksida. MOSFET dapat berfungsi dalam dua cara: Mode deplesi dan Mode peningkatan.

3. Impedansi Input IGBT dan MOSFET

IGBT adalah perangkat bipolar yang dikontrol tegangan dengan impedansi input tinggi dan kemampuan penanganan arus besar dari transistor bipolar. Mereka dapat dengan mudah dikendalikan dibandingkan dengan perangkat yang dikendalikan saat ini dalam aplikasi saat ini yang tinggi. MOSFET hampir tidak memerlukan arus input untuk mengontrol arus beban yang membuatnya lebih resistif di terminal gerbang, berkat lapisan isolasi antara gerbang dan saluran. Lapisan ini terbuat dari silikon oksida yang merupakan salah satu isolator terbaik yang digunakan. Ini secara efisien memblokir tegangan yang diberikan dengan pengecualian arus bocor kecil.

4. Resistensi kerusakan

MOSFET lebih rentan terhadap pelepasan muatan elektrostatik (ESD) karena impedansi masukan yang tinggi dari teknologi MOS dalam MOSFET tidak akan membiarkan muatan menghilang dengan cara yang lebih terkontrol. Insulator silikon oksida tambahan mengurangi kapasitansi gerbang yang membuatnya rentan terhadap lonjakan tegangan sangat tinggi yang pasti merusak komponen internal. MOSFET sangat sensitif terhadap ESD. IGBT generasi ketiga menggabungkan karakteristik penggerak tegangan MOSFET dengan kemampuan resistansi transistor bipolar yang rendah, sehingga membuatnya sangat toleran terhadap kelebihan beban dan lonjakan tegangan..

5. Aplikasi IGBT dan MOSFET

Perangkat MOSFET banyak digunakan untuk beralih dan memperkuat sinyal elektronik dalam perangkat elektronik, biasanya untuk aplikasi dengan noise tinggi. Aplikasi MOSFET yang paling banyak adalah catu daya mode sakelar, ditambah lagi mereka dapat digunakan di amplifier kelas D. Mereka adalah transistor efek medan yang paling umum dan dapat digunakan di sirkuit analog dan digital. IGBT, di sisi lain, digunakan dalam aplikasi berdaya tinggi hingga ultra seperti catu daya mode sakelar, pemanas induksi, dan kontrol motor traksi. Ini digunakan sebagai komponen vital pada peralatan modern seperti mobil listrik, ballast lampu, dan VFD (penggerak frekuensi variabel).

IGBT vs. MOSFET: Bagan Perbandingan

Ringkasan IGBT Vs. MOSFET

Meskipun baik IGBT dan MOSFET adalah perangkat semikonduktor yang dikendalikan tegangan yang terutama digunakan untuk memperkuat sinyal lemah, IGBT menggabungkan kemampuan resistensi-rendah dari transistor bipolar dengan karakteristik drive tegangan dari MOSFET. Dengan semakin banyaknya pilihan antara kedua perangkat, menjadi semakin sulit untuk memilih perangkat terbaik berdasarkan aplikasi mereka saja. MOSFET adalah perangkat semikonduktor empat terminal, sedangkan IGBT adalah perangkat tiga terminal yang merupakan persilangan antara transistor bipolar dan MOSFET yang membuatnya sangat toleran terhadap pelepasan dan muatan listrik statis..