mosfet與igbt
power mosfet優點是高頻特性十分優秀（mosfet可以工作到幾百khz，上mhz，以至幾十mhz，射頻領域的產品），驅動簡單(電壓型驅動)，抗擊穿性妤(沒有雪崩效應)
power mosfet的弱點是高耐壓化後之功率損失激增。缺點是耐高壓的器件，導通電阻大．在高壓大電流場合功耗較大，因此大功率(1500w以上)有些困難。
對於mosfet來說，僅由多子承擔的電荷運輸沒有任何儲存效應，因此，很容易實現極短的開關時間。power mosfet其高頻特性十分優秀，所以mosfet可用於較高頻率的場合。在低電源電壓下動作時之功率損失（power loss）遠低於以往之元件，但是問題是，在高壓的"開"狀態下的源漏電阻很高(壓降高)，而且隨著器件的電壓等級迅速增長（耐壓越高導通電阻越大，除了採用coolmos管芯的以外)。
因而其傳導損耗就很高，特別在高功率應用時，很受限制。
igbt優點是驅動簡單，導通壓降小，耐壓高．功率可以達到5000w。
igbt弱點是開關頻率最大40—50khz，開關損耗大而且有擎拄效應。
和mosfet有所不同,igbt器件中少子也參與了導電,igbt是採用mos結構的雙極器件導通電阻小(發熱就少)高耐壓，因而可大大降低導通壓降。但另一方面，儲存電荷的增強與耗散引發了開關損耗、延遲時間(儲存時間)、以及在關斷時還會引發集電極拖尾電流。同時存在的電流尾巴和較高的igbt集電極到發射極電壓將產生關閉開關損耗。
這樣就限制了igbt 的上限頻率由以上分析可知,igbt適用於高功率和高壓的場合，但是因為電流尾巴的原因，頻率範圍受限，開關損耗也很明顯;mosfet關閉時電流下降速度快，可用於較高頻率範圍內，但由於開通漏電阻高，在較高的電壓等級下，導致的開通損耗顯著，不適用於高功率電路中。
驅動兩種電路可以一樣，只是igbt輸入電容mos大故需提供更大的正負電壓的驅動功率。
總之，mosfet一般在較低功率應用及較高頻應用（即功率<1000w及開關頻率≥100khz）中表現較好，而igbt則在較低頻及較高功率設計中表現卓越。就其應用，根據其特點:mosfet應用於開關電源，鎮流器，高頻感應加熱，高頻逆變焊機，通訊電源等等高頻電源領域;igbt集中應用於焊機，逆變器，變頻器，電鍍電解電源，超音訊感應加熱等領域。
用igbt代替mosfet的可行性分析
一、引言
電力電子裝置正朝著高頻、高效、高可靠、高功率因數和低成本的方向發展，功率器件則要求高速、高可靠、低損耗和低成本。目前所用功率器件主要是功率mosfet和igbt.igbt 是為降低功率mosfet的導通電阻rds（on），將雙極電晶體的集電區電導調製效應引入mosfet的漏極，實現了漏極高阻漂移區的電導調製效應，從而降低了igbt的導通壓降vce （on）.
從製造工藝上講，mosfet和igbt的不同只是原始si材料的不同，mosfet採用n-n+同型外延si片，igbt採用n-p+異型外延si片，在同型外延si片上用mosfet工藝生產出的器件為mosfet，在異型外延si片上用mosfet工藝生產出的器件為igbt.n-p+結的引入使得igbt為乙個四層（n+p n-p+）結構。所謂電導調製是指處於正偏的n-p+結，由p+向n-區注入少子空穴，實現了n-區的電導調製，使n-區的電阻率降低。
因為少子注入，在關斷期間就存在少子復合，所以igbt的開關速度要慢於mosfet.那麼在多高的開關頻率下，igbt可以替代mosfet？要做具體分析。
二、為什麼要取代mosfet？
降低mosfet的rds（on）是高壓功率mosfet發展中很難解決的問題，降低rds（on）的主要辦法是增加晶元面積。面積增加，速度下降，生產合格率降低，而成本大幅度提高。在相同電壓和電流下，igbt晶元面積不足mosfet晶元面積的1/2，而且開關速度近似，同時成本降低一半。
所以用igbt代替mosfet可在效能不變的情況下，大幅度降低成本，而且對於幾千安培、數千伏特的應用，mosfet是不能實現的。
三、用igbt代替mosfet的可行性
1.igbt和mosfet電效能的不同相同功率容量的igbt和mosfet的主要區別是igbt 速度可能慢於mosfet，再者就是igbt存在關斷拖尾時間長，死區時間也要加長，從而影響了使用開關頻率。表1是apt公司生產的igbt和mosfet可互換器件的主要電引數。
表1由表1可見apt30gp60b和apt5010b2ll相比，toff較長，而矽片面積asi和歸一成本，apt5010b2ll均是apt30gp60b的兩倍。
2.igbt和mosfet可使用開關頻率f**和結溫tj在大功率器件的使用中，所有引數都受器件結溫tj的限制，手冊中給出tjm=150℃，而使用中要控制tjm≤125℃，有試驗表明tj 每增高2℃，可靠性下降10％。所以一種器件可否代替另一種器件的首要考慮是在相同應用條件下，tj是否超過125℃，其次要考慮在相同的應用條件下，可使用的開關頻率可否近似。
器件應用中的總功耗pt：pt=（tj-tc）/rthjc=pc+ps+pd+pr
pc=d.ic.vce（on）（d.id2.rds（on））為導通損耗，d為占空比，vce（on）為導通壓降，rds（on）為導通電阻，ic為應用電流。
ps=fs（eon+eoff）為開關損耗，fs為使用開關頻率，eon和eoff為乙個週期內的開通和關斷能量損耗。
pd=△vg.qg.fs為驅動損耗，△vg為通導到關斷柵電壓，qg為柵電荷。
pr=（1-d）。vr.ir為關斷損耗，vr和ir分別為反向電壓和電流。
pd、pr和pc、ps相比一般是很小的，因此可忽略不計。
∴（tj-tc）/rthjc=d.ic.vce（on）（d.
id2.rds（on））+fs（eon+eoff）而tj=rthjc×[d.ic.
vce（on）+fs（eon+eoff）]+tc對於igbt<1>tj=rthjc×[d.id2.rds （on）+fs（eon+eoff）]+tc對於mosfet<2>fs=[（tj-tc）/rthjc－d.
ic.vce（on）]/（eon +eoff）對於igbt<3>fs=[（tj-tc）/rthjc－d.id2.
rds（on）]/（eon+eoff）對於mosfet <4>對於<1>－<4>式，除eon和eoff之外的引數均是應用條件和手冊中可查到的。對於igbt，
eon和eoff在手冊中可查到測試條件下的測試值，mosfet手冊中並不給出。所以eon和eoff 要根據應用條件和eon、eoff的測試方法來計算。
eon=∫τon0v（t）。i（t）dt<5>eoff=∫τoff0v（t）。i（t）dt<6>對於電感負載<5>和<6>近似為：
eon=1/2v.i.τon<7>eoff=1/2v.
i.τoff<8><7>、<8>式中的τon，對橋式電路和單端電路是不同的。對橋式電路τon=ton+trr，trr為反併聯二極體的反向恢復時間。
對單端電路τon=ton.對於τoff，不管橋式或單端電路τoff=toff.3.
在相同拓撲電路和應用條件下f**和結溫tj的計算應用條件：橋式硬開關電路，tj≤125℃，tc≤80℃，v=300v，i=30a，d=0.5，fs=100khz.
將上述條件代入<7>和<8>式以及<1>－<4>式，結果如表2所示表2
四、分析和討論
igbt能否代替mosfet，首先要考慮在相同的使用條件下，可使用的開關頻率f**是否滿足要求，再考慮tj是否小於125℃。
在上述應用條件下，apt30gp60b和apt5010b2ll可使用頻率均大於100khz，而tj 均低於125℃。若在fs≤120khz下使用，兩者均能滿足tj<125℃要求，所以在上述條件下apt30gp60b可代替apt5010b2ll.
MOSFET與IGBT的區別IGBT的引數
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