Per tensioni di rottura inferiori, un MOSFET di potenza è chiaramente il dispositivo da scegliere, in considerazione della sua maggiore efficienza, maggiore velocità di commutazione e prezzo inferiore.
Dove dovrebbe essere tracciata la linea, verso l'alto di cui gli IGBT prendono il posto della soluzione preferibile? Quali sono i criteri decisionali pertinenti?
Risposte:
I criteri principali nella scelta di IGBT o MOSFET sono la tensione nominale, le perdite di potenza (efficienza dell'intero sistema) e, naturalmente, il costo dell'intero sistema. La scelta l'una sull'altra può influire non solo sulle perdite nei transistor, ma anche sul peso e sul costo del raffreddamento, sulle dimensioni del prodotto completo e anche sull'affidabilità, quindi a volte, ad esempio, un vincolo di peso può costringere a utilizzare MOSFET anziché IGBT.
Se guardi questo grafico, vedrai diverse aree, in cui ogni tipo di interruttore viene generalmente utilizzato:
La scelta di un particolare tipo di dispositivo dipende dall'applicazione specifica e dai suoi requisiti.
MOSFET dominano nelle applicazioni ad alta frequenza e bassa corrente perché possono passare estremamente velocemente e fungere da resistenza quando sono accesi.
La commutazione rapida significa che vengono utilizzati quando il dispositivo deve essere piccolo poiché quando si aumenta la frequenza di commutazione è possibile ridurre le dimensioni dei filtri passivi.
Le perdite di conduzione sono proporzionali al quadrato della corrente di drain e quindi non è possibile far passare un'enorme corrente attraverso la struttura.
Hanno anche una tensione di interruzione limitata e sono in genere utilizzati fino a 600 V.
Gli IGBT hanno una tensione di interruzione più elevata e le perdite di conduzione sono approssimativamente uguali a Vf * Ic, quindi è possibile utilizzarle in applicazioni ad alta corrente. Hanno una velocità di commutazione limitata, pertanto sono generalmente utilizzati in applicazioni industriali in cui la bassa frequenza di commutazione non costituisce un problema (rumore acustico).
È davvero difficile dare una risposta ferma a questa domanda. Ci sono alcuni lavori che i FET semplicemente non possono fare e alcuni lavori che gli IGBT semplicemente non possono fare. Se ti trovi in un dominio in cui entrambe sono possibili soluzioni, dai un'occhiata ai costi, tra cui footprint e gestione termica, e scegli quello più economico. In molti casi (anche se non tutti), questo sarà un FET. Ma in molti casi, la decisione viene presa semplicemente dall'applicazione.