在SMPS应用中选择IGBT和MOSFET的比较

在SMPS应用中选择IGBT和MOSFET的比较http://www.powersystems.eetchina.com/ 在SMPS应用中选择IGBT和MOSFET的比较作者:飞兆半导体公司应用工程师Ron Randall开关电源(Switch Mode Power Supply;SMPS)的性能在很大程度上依赖于功率半导体器件的选择,即开关管和整流器。虽然没有万全的方案来解决选择IGBT还是MOSFET的问题,但针对特定SMPS应用中的IGBT和MOSFET进行性能比较,确定关键参数的范围还是能起到一定的参考作用。本文将对一些参数进行探讨,如硬开关和软开关ZVS(零电压转换)拓扑中的开关损耗,并对电路和器件特性相关的三个主要功率开关损耗―导通损耗、传导损耗和关断损耗进行描述。此外,还通过举例说明二极管的恢复特性是决定MOSFET或IGBT导通开关损耗的主要因素,讨论二极管恢复性能对于硬开关拓扑的影响。SMPS的进展一直以来,离线式SMPS产业由功率半导体产业的功率元件发展所推动。作为主要的功率开关器件IGBT、功率MOSFET和功率二极管正不断改良,相应地也是明显地改善了SMPS的效率,减小了尺寸,重量和成本也随之降低。由于器件对应用性能的这种直接影响,SMPS设计人员必须比较不同半导体技术的各种优缺点以优化其设计。例如,MOSFET一般在较低功率应用及较高频应用(即功率<1000W及开关频率≥100kHz)中表现较好,而IGBT则在较低频及较高功率设计中表现卓越。为了做出真实的评估,笔者在SMPS应用中比较了来自飞兆半导体的IGBT器件FGP20N6S2(属于SMPS2系列)和MOSFET器件FCP11N60