Transistor ialah peranti semikonduktor kecil yang membesarkan atau menukar isyarat elektrik dan kuasa elektrik. Transistor ialah blok binaan asas litar elektrik dalam elektronik moden. IGBT dan MOSFET ialah dua jenis transistor dengan tiga terminal yang digunakan dalam peranti berbeza dengan pelbagai voltan. Mari kita lihat apakah transistor ini dan apakah perbezaannya.
IGBT lwn MOSFET
Perbezaan antara IGBT dan MOSFET ialah terminal IGBT ialah pemancar, pengumpul dan get, manakala MOSFET terdiri daripada terminal sumber, longkang dan pintu pagar. MOSFET mungkin mengandungi terminal badan pada satu masa. Walaupun, kedua-dua peranti dikawal oleh voltan.
IGBT ialah peranti pensuisan semikonduktor tiga terminal yang digunakan dalam pelbagai peranti untuk menguatkan atau menukar antara pelbagai isyarat elektrik. Terminalnya ialah Pengumpul, pemancar, dan pintu. "Pengumpul" dan "pemancar" ialah terminal keluaran dan "pintu" ialah terminal masukan. Ia adalah peranti pensuisan semikonduktor yang ideal kerana ia adalah persilangan antara Transistor Persimpangan Bipolar (BJT) dan MOSFET.
MOSFET ialah peranti semikonduktor dikawal voltan empat terminal yang digunakan dalam pembesaran atau pensuisan isyarat litar. MOSFET adalah transistor yang paling biasa digunakan. Ia boleh dibuat dengan sama ada semikonduktor jenis-p atau jenis-n. Terminalnya ialah sumber, longkang, pintu gerbang, dan badan. Kadangkala terminal badan disambungkan ke terminal sumber, dengan itu menjadikannya peranti tiga terminal.
Jadual Perbandingan Antara IGBT dan MOSFET
| Parameter Perbandingan | IGBT | MOSFET |
| Terminal | Terminalnya ialah pengumpul, pemancar, dan gerbang. | Terminalnya ialah sumber, longkang, pintu gerbang, dan badan. |
| Pembawa caj | Elektron dan lubang kedua-duanya adalah pembawa cas. | Elektron adalah konduktor utama. |
| Simpang | Ia mempunyai persimpangan PN. | Ia tidak mempunyai persimpangan PN. |
| Menukar frekuensi | Ia mempunyai frekuensi pensuisan yang lebih rendah daripada MOSFET. | Ia mempunyai frekuensi pensuisan yang lebih tinggi. |
| Nyahcas elektrostatik | Ia sangat bertolak ansur dengan nyahcas elektrostatik. | Nyahcas elektrostatik mungkin berbahaya kepada lapisan oksida logam. |
Apakah IGBT?
Transistor Bipolar Gerbang Bertebat atau IGBT ialah transistor yang merupakan kacukan antara BJT dan MOSFET. Ia mempunyai sifat pensuisan dan pengaliran keluaran BJT tetapi ia dikawal voltan seperti MOSFET. Oleh kerana ia dikawal voltan, ia hanya memerlukan sedikit voltan untuk mengekalkan pengaliran melalui peranti.
IGBT menggabungkan voltan tepu rendah peranti semikonduktor yang dipanggil transistor dan juga impedans tinggi dan kelajuan pensuisan MOSFET. Peranti ini mempunyai kapasiti untuk mengendalikan arus pengumpul-pemancar besar dengan pemacu arus get sifar. Di antara tiga terminalnya, terminal pengumpul dan pemancar dikaitkan dengan laluan konduktans, dan terminal get dikaitkan dengan mengawal peranti.
IGBT sesuai untuk aplikasi situasi voltan tinggi dan arus tinggi. Ia digunakan untuk pensuisan pantas dengan kecekapan tinggi dalam beberapa peranti elektronik. IGBT digunakan dalam pelbagai peranti seperti pemacu motor AC dan DC, Bekalan Kuasa Mod Suis (SMPS), penyongsang, Bekalan Kuasa Tidak Terkawal (UPS), kawalan motor cengkaman dan pemanasan aruhan, dan banyak lagi.
Kelebihan menggunakan IGBT ialah ia menawarkan operasi voltan yang lebih tinggi, kehilangan input yang lebih rendah dan keuntungan kuasa yang lebih besar. Walaupun, ia boleh menukar arus hanya dalam arah "ke hadapan". Ia adalah peranti satu arah.
Apakah MOSFET?
MOSFET atau Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ialah peranti semikonduktor yang digunakan untuk membesarkan atau untuk menukar isyarat elektronik. Ia ialah peranti 4 terminal dengan punca, longkang, pintu pagar dan badan sebagai terminalnya. Dalam sesetengah kes, terminal badan dan sumber disambungkan, menjadikan kiraan terminal menurun kepada 3.
Konduktor cas (elektron atau lubang), masukkan MOSFET melalui terminal sumber ke dalam saluran dan keluar melalui terminal longkang. Lebar saluran dikawal oleh terminal gerbang. Pintu itu terletak di antara punca dan terminal longkang dan diasingkan daripada saluran melalui lapisan nipis oksida logam. Ia juga dikenali sebagai Transistor Kesan Medan Gerbang Bertebat atau IGFET kerana terminal pintu terlindung.
MOSFET sangat cekap walaupun semasa bekerja pada voltan rendah. Ia mempunyai kelajuan pensuisan yang tinggi dan hampir tiada kehadiran arus get. Ia digunakan dalam litar analog dan digital, penderia MOS, kalkulator, penguat, dan sistem telekomunikasi digital.
Walaupun, MOSFET tidak boleh berfungsi dengan cekap pada tahap voltan tinggi kerana ia mewujudkan ketidakstabilan dalam peranti dan kerana ia mempunyai lapisan oksida logam, ia sentiasa menghadapi risiko kerosakan melalui perubahan elektrostatik.
Perbezaan Utama Antara IGBT dan MOSFET
IGBT dan MOSFET kedua-duanya dikawal voltan tetapi, satu perbezaan utama yang ketara ialah IGBT ialah peranti 3 terminal dan MOSFET ialah peranti 4 terminal. Walaupun mereka sangat serupa, kedua-duanya mempunyai sedikit perbezaan antara kedua-dua transistor.
Kesimpulan
IGBT dan MOSFET pantas menggantikan jenis transistor lama dan peranti mekanikal lain yang digunakan dalam litar elektrik. Kecekapan tinggi dan frekuensi pensuisan yang tinggi pantas menjadikannya bahagian yang sangat diperlukan dalam litar. Oleh kerana kedua-duanya dikawal voltan, pilihan antara mereka selalunya sukar.
Walaupun IGBT ialah kacukan antara MOSFET dan BJT, ia bukanlah jawapan terbaik dalam semua situasi. MOSFET juga telah bertambah baik sejak beberapa tahun dan telah terbukti sebagai peranti yang lebih dinamik. Walau bagaimanapun, memandangkan IGBT berjalan dengan cekap pada voltan tinggi dan MOSFET berjalan dengan baik pada voltan rendah, pilihan selalunya bergantung pada output yang diperlukan daripada peranti.
Rujukan
- http://not2fast.com/electronics/theory_docs/choosewisely.pdf
- https://ghoni.faculty.polimi.it/pel/readmat/gate-drive.pdf
