Was ist der Unterschied zwischen dem Ansteuern eines MOSFET-Gatters und eines IGBT-Gatters?

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Kann ich einen geeigneten IGBT-Gate-Treiber zum Ansteuern des MOSFET verwenden und umgekehrt? Welche Parameter (Schwellenwert, Plateau und Einschaltspannungswerte, Gatekapazität usw.) müssen für diese Kompatibilität gleich sein? Was sind die wesentlichen Unterschiede zwischen dem Fahren dieser beiden Arten von Toren?

hkBattousai
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Antworten:

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Manchmal...

Angenommen, der interessierende Punkt sind Leistungs-MOSFETs und keine Kleinsignal-MOSFETs und Silizium (im Gegensatz zu SiC, GaN).

Die erste zu überprüfende Eigenschaft ist die Ausgangsspannung. Für Leistungsgeräte sollten sie 0V bis 12-15V (ACPL-312T) sein, um Gate-Schwellenwerte um 4V zu berücksichtigen (und um auf -15V fahren zu können, wenn das Einschalten des Millers ein Problem ist). Ein solcher MOSFET-Treiber, der einen IGBT ansteuert, und ebenso ein IGBT-Treiber, der einen MOSFET ansteuert, sollten in Ordnung sein.

Die nächste Kennlinie ist der Spitzenstrom. IGBTs haben eine wesentlich größere Gate-Kapazität und erfordern daher höhere Spitzenströme, um sicherzustellen, dass das Gerät so schnell wie möglich gesättigt ist. Das Gegenteil davon ist, dass MOSFETs schneller geschaltet werden können und daher der Effektivstrombedarf zum Ansteuern eines MOSFET möglicherweise höher ist.

Ein höherer Strom oder eine höhere Schaltfrequenz wirken sich auf die Leistung des Treibers aus.

Bildbeschreibung hier eingeben

JonRB
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Würde es Ihnen etwas ausmachen, die Quelle dieses raffinierten Diagramms mitzuteilen?
sbell
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passender IGBT Gate Treiber

Und der Schlüssel zu Ihrer Frage ist "passend".

Die kurze Antwort lautet: Ja, das können Sie.

Der IGBT kombiniert einen FET mit isoliertem Gate für den Steuereingang und einen bipolaren Leistungstransistor als Schalter in einem einzigen Gerät (Wikipedia).

Ihre Frage enthält bereits die entsprechenden Überlegungen: "Schwellenwert, Plateau und Einschaltspannungswerte, Gatekapazität usw.".

Beachten Sie, dass einige IGBT-Treiber auch eine negative Ausschaltspannung enthalten (für ein schnelleres Schalten).

Folgendes, entnommen aus International Rectifier

Inhärent erfordern weder der MOSFET noch der IGBT eine negative Vorspannung am Gate. Das Einstellen der Gate-Spannung auf Null beim Ausschalten stellt einen ordnungsgemäßen Betrieb sicher und liefert praktisch eine negative Vorspannung in Bezug auf die Schwellenspannung der Vorrichtung. Die negative Gate-Vorspannung beeinflusst die Schaltgeschwindigkeit im Gegensatz zum Bipolartransistor nicht wesentlich. Unter bestimmten Umständen ist jedoch eine negative Gate-Ansteuerung erforderlich:

  • Der Halbleiterhersteller gibt eine negative Gate-Vorspannung für das Bauelement an
  • Wenn die Gate-Spannung aufgrund des in der Schaltung erzeugten Rauschens nicht sicher unter der Schwellenspannung gehalten werden kann. Obwohl auf IGBTs Bezug genommen wird, gelten die enthaltenen Informationen auch für Leistungs-MOSFETs.
Marla
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