IGBT 與 MOSFET 的工作原理區(qū)別

IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）是由晶體三極管和MOS管組成的復(fù)合型半導(dǎo)體器件，其工作原理是通過在柵極和發(fā)射極之間施加電壓來控制集電極和發(fā)射極之間的電流。當(dāng)柵極電壓超過閾值時，IGBT導(dǎo)通，允許電流從集電極流向發(fā)射極。 MOSFET（金屬-氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管）的工作原理是利用柵極電壓來控制源極和漏極之間的導(dǎo)電溝道的形成和消失。當(dāng)柵極電壓高于閾值時，在柵極下方形成導(dǎo)電溝道，電流可以從源極流向漏極。 IGBT的工作原理特點：

• 結(jié)合了MOSFET的柵極控制特性和雙極型晶體管的大電流特性。

• 內(nèi)部存在PN結(jié)，導(dǎo)致其導(dǎo)通特性相對復(fù)雜。 MOSFET的工作原理特點：

• 僅由多子承擔(dān)電荷運輸，沒有存儲效應(yīng)，容易實現(xiàn)極短的開關(guān)時間。

• 柵極與源極、漏極之間由絕緣層隔離，控制信號的輸入阻抗高。

IGBT 與 MOSFET 的性能特點區(qū)別

導(dǎo)通特性： IGBT因為集電極發(fā)射極之間的PN結(jié)，導(dǎo)致導(dǎo)通特性相對較慢。而MOSFET具有快速導(dǎo)通和關(guān)斷速度，由于其低開啟電阻和小的失效電壓，能夠快速地導(dǎo)通和關(guān)斷電流。 開關(guān)特性： 在高頻開關(guān)應(yīng)用中，MOSFET具有更低的開啟和關(guān)斷損耗，因此在高頻開關(guān)電路中更加適合使用。IGBT相對較慢的開關(guān)速度導(dǎo)致開關(guān)損耗較高，不適合高頻開關(guān)。 功率損耗： MOSFET由于其導(dǎo)通電阻較低，功率損耗也相對較低。而IGBT的導(dǎo)通電壓較高，因此功率損耗也相對較大。 效率： 由于MOSFET的開啟電阻較小，可以獲得更高的效率。而由于IGBT的導(dǎo)通特性較差，效率相對較低。 溫度特性： MOSFET在高溫環(huán)境下的導(dǎo)通電阻會增加，而IGBT在高溫環(huán)境下的導(dǎo)通特性基本不會受到影響。

IGBT 與 MOSFET 的應(yīng)用場景區(qū)別

IGBT的應(yīng)用場景： IGBT在處理高電壓和大電流時表現(xiàn)出色，適用于高功率應(yīng)用，如電力電子轉(zhuǎn)換器、大型電機驅(qū)動、電網(wǎng)操作、電機驅(qū)動、電壓調(diào)整、電動汽車等領(lǐng)域。 MOSFET的應(yīng)用場景： MOSFET在低至中等功率的應(yīng)用中更具優(yōu)勢，例如在便攜式設(shè)備、電池驅(qū)動設(shè)備的系統(tǒng)中，以及高頻電源、射頻應(yīng)用、開關(guān)電源、鎮(zhèn)流器、高頻感應(yīng)加熱、高頻逆變焊機、通信電源等高頻電源領(lǐng)域。

IGBT 與 MOSFET 的結(jié)構(gòu)差異

IGBT結(jié)構(gòu)： IGBT是由P型區(qū)和N型區(qū)被分別放置在一個PNPN結(jié)構(gòu)中，然后通過MOSFET的柵極進行控制。 MOSFET結(jié)構(gòu)： MOSFET是由金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管構(gòu)成的，柵極由氧化物隔離。 結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的性能差異：

• 由于結(jié)構(gòu)不同，IGBT輸入電壓高，MOSFET輸入電壓低。

• MOSFET的柵極電容較小，所需的驅(qū)動電流也較小，開關(guān)速度快。而IGBT需要極高的驅(qū)動電流才能反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)換速度相對較慢。

• IGBT的導(dǎo)通電阻相對較小，MOSFET則具有較大的開關(guān)阻抗，導(dǎo)通電阻大。

IGBT 與 MOSFET 市場現(xiàn)狀對比

根據(jù)市場現(xiàn)狀，MOSFET和IGBT柵極驅(qū)動器市場豐富，適用于低壓或高壓（高達1500V）應(yīng)用。系統(tǒng)級封裝（SiP）解決方案集成了高側(cè)和低側(cè)柵極驅(qū)動器以及基于MOSFET的功率級，適合用于需要更高集成度和更低開發(fā)成本的工業(yè)市場。 2022年全球MOSFET和IGBT柵極驅(qū)動器市場銷售額達到了16億美元，預(yù)計2029年將達到24億美元，年復(fù)合增長率（CAGR）為5.5%（2023-2029）。柵極驅(qū)動器正在向更先進的電流隔離技術(shù)轉(zhuǎn)移，同時進入集成電路、智能功率模塊（IPM）和即插即用柵極驅(qū)動器板市場，從MOSFET和IGBT走向新的功率半導(dǎo)體材料器件，如碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）。

IGBT芯片封裝清洗劑選擇：

水基清洗的工藝和設(shè)備配置選擇對清洗精密器件尤其重要，一旦選定，就會作為一個長期的使用和運行方式。水基清洗劑必須滿足清洗、漂洗、干燥的全工藝流程。

污染物有多種，可歸納為離子型和非離子型兩大類。離子型污染物接觸到環(huán)境中的濕氣，通電后發(fā)生電化學(xué)遷移，形成樹枝狀結(jié)構(gòu)體，造成低電阻通路，破壞了電路板功能。非離子型污染物可穿透PC B 的絕緣層，在PCB板表層下生長枝晶。除了離子型和非離子型污染物，還有粒狀污染物，例如焊料球、焊料槽內(nèi)的浮點、灰塵、塵埃等，這些污染物會導(dǎo)致焊點質(zhì)量降低、焊接時焊點拉尖、產(chǎn)生氣孔、短路等等多種不良現(xiàn)象。

這么多污染物，到底哪些才是最備受關(guān)注的呢？助焊劑或錫膏普遍應(yīng)用于回流焊和波峰焊工藝中，它們主要由溶劑、潤濕劑、樹脂、緩蝕劑和活化劑等多種成分，焊后必然存在熱改性生成物，這些物質(zhì)在所有污染物中的占據(jù)主導(dǎo)，從產(chǎn)品失效情況來而言，焊后殘余物是影響產(chǎn)品質(zhì)量最主要的影響因素，離子型殘留物易引起電遷移使絕緣電阻下降，松香樹脂殘留物易吸附灰塵或雜質(zhì)引發(fā)接觸電阻增大，嚴(yán)重者導(dǎo)致開路失效，因此焊后必須進行嚴(yán)格的清洗，才能保障電路板的質(zhì)量。

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