MOSFET बनाम IGBT

पावर इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया में, इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम के प्रदर्शन, दक्षता और विश्वसनीयता में सुधार के लिए सही अर्धचालक उपकरण चुनना बहुत महत्वपूर्ण है।दो लोकप्रिय विकल्प सिलिकॉन इंसुलेटेड गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (SI IGBTS) और सिलिकॉन कार्बाइड मेटल-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (SIC MOSFETs) हैं।इन उपकरणों में से प्रत्येक में अद्वितीय विशेषताएं और लाभ हैं, जो उन्हें अलग -अलग उपयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं।यह लेख SI IGBTS और SIC MOSFETS के बीच मुख्य अंतरों की व्याख्या करेगा, उनकी विशेषताओं, पेशेवरों, विपक्षों और कैसे वे इन्वर्टर तकनीक को प्रभावित करते हैं, विशेष रूप से मोटर ड्राइव सिस्टम में।इन अंतरों को समझकर, इंजीनियर और डिजाइनर अपनी पावर इलेक्ट्रॉनिक्स परियोजनाओं को बेहतर बनाने के लिए बेहतर निर्णय ले सकते हैं।

सूची

चित्र 1: MOSFET बनाम IGBT

Si igbts और sic mosfets को समझना

Sic mosfets

सिलिकॉन कार्बाइड मेटल-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (SIC MOSFETS) उनके गेट टर्मिनल पर लागू वोल्टेज को नियंत्रित करके काम करते हैं।SIC MOSFETS के मुख्य लाभों में से एक थर्मल रनवे के लिए उनका मजबूत प्रतिरोध है, एक ऐसी स्थिति जहां तापमान में वृद्धि से तापमान में वृद्धि होती है, संभवतः डिवाइस की विफलता का कारण बनता है।यह प्रतिरोध नियमित रूप से नियमित सिलिकॉन की तुलना में सिलिकॉन कार्बाइड (एसआईसी) की बेहतर गर्मी चालकता के कारण है।SIC की उच्च गर्मी चालकता डिवाइस स्तर पर प्रभावी गर्मी अपव्यय सुनिश्चित करती है, उच्च शक्ति की स्थिति में भी स्थिर ऑपरेटिंग तापमान को बनाए रखती है।

उच्च तापमान वाले वातावरण में गर्मी का प्रबंधन करने की यह क्षमता बहुत महत्वपूर्ण है, जैसे कि कारों और औद्योगिक सेटिंग्स में पाए जाने वाले।इन स्थितियों में, इलेक्ट्रॉनिक भागों की निर्भरता और दक्षता बहुत महत्वपूर्ण हैं, और SIC MOSFETS एक मजबूत समाधान प्रदान करते हैं।प्रदर्शन को बनाए रखने और कठिन परिस्थितियों में ओवरहीटिंग को रोकने की उनकी क्षमता उन्हें पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए अत्यधिक वांछनीय बनाती है, जहां गर्मी का प्रबंधन करना एक बड़ी चिंता है।

सी igbts

सिलिकॉन-इंसुलेटेड-गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (SI IGBTS) वर्तमान द्वारा नियंत्रित अर्धचालक उपकरण हैं, जो गेट टर्मिनल पर एक करंट लागू करके काम करते हैं।इन ट्रांजिस्टर का उपयोग आमतौर पर उन अनुप्रयोगों में किया जाता है जो प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) को वर्तमान (एसी) में बदलते हैं, विशेष रूप से मोटर ड्राइव में।Si IGBTS का आकर्षण उच्च धाराओं को प्रभावी ढंग से संभालने की उनकी क्षमता है।वे तेजी से स्विचिंग गति भी प्रदान करते हैं, जो त्वरित और सटीक बिजली नियंत्रण की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

विद्युत विशेषताओं के बारे में, SI IGBTS में एक उच्च वोल्टेज रेटिंग है, जिससे उन्हें उच्च वोल्टेज स्थितियों के तहत सुरक्षित रूप से संचालित करने की अनुमति मिलती है।वर्तमान का संचालन करते समय उनके पास डिवाइस में कम वोल्टेज ड्रॉप भी होता है, जिससे कम बिजली के नुकसान और बेहतर दक्षता होती है।इसके अलावा, Si IGBTs में कम चालन हानि होती है, जिसका अर्थ है कि वे कम शक्ति का उपयोग करते हैं जब ट्रांजिस्टर 'ऑन' राज्य में होता है, सिस्टम के समग्र प्रदर्शन में सुधार होता है।

ये गुण SI IGBTs विशेष रूप से उच्च-शक्ति मोटर ड्राइव अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाते हैं, जैसे कि विनिर्माण प्रणालियों में।इन कठिन वातावरणों में उनका मजबूत प्रदर्शन बड़ी धाराओं और वोल्टेज को प्रभावी ढंग से स्विच करने की उनकी क्षमता के कारण है, जिससे वे उच्च-शक्ति मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए एक सस्ती और भरोसेमंद विकल्प बनाते हैं।

इनवर्टर और मोटर ड्राइव सिस्टम पर उनका प्रभाव

चित्र 2: इनवर्टर और मोटर ड्राइव सिस्टम पर उनका प्रभाव

मोटर ड्राइव एप्लिकेशन में, इनवर्टर बैटरी सिस्टम से डायरेक्ट करंट (डीसी) को बदलने में एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं, जो कि वर्तमान (एसी) में वैकल्पिक रूप से, जिसे इलेक्ट्रिक मोटर्स को चलाने की आवश्यकता होती है।यह परिवर्तन इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए बहुत आवश्यक है, जहां बड़े बैटरी पैक डीसी पावर को आवश्यक देते हैं।इनवर्टर मोटर प्रदर्शन के कई महत्वपूर्ण हिस्सों को संभालते हैं, जिसमें गति, टोक़, शक्ति और दक्षता शामिल हैं।वे पुनर्योजी ब्रेकिंग के साथ भी मदद करते हैं, जो एक ऐसी विशेषता है जो ब्रेकिंग के दौरान ऊर्जा को पकड़ती है और इसे बैटरी में वापस भेजती है, जिससे पूरे सिस्टम को अधिक ऊर्जा-कुशल बना दिया जाता है।

इन्वर्टर के प्रकार का उपयोग बहुत प्रभावित करता है कि मोटर ड्राइव सिस्टम कितना अच्छा काम करता है।ऐतिहासिक रूप से, दो प्रकार के इनवर्टर का व्यापक रूप से उपयोग किया गया है: सिलिकॉन इंसुलेटेड गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (एसआई आईजीबीटी) और सिलिकॉन कार्बाइड मेटल-ऑक्साइड-सेमिकॉन्डक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (एसआईसी मोसफेट्स)।

Si IGBTS मानक विकल्प रहा है क्योंकि वे विश्वसनीय हैं और उनके लिए विनिर्माण प्रक्रियाएं अच्छी तरह से स्थापित हैं।हालांकि, SIC MOSFETS अधिक लोकप्रिय हो रहे हैं क्योंकि वे बेहतर प्रदर्शन करते हैं।SIC MOSFETs में कम स्विचिंग लॉस, बेहतर गर्मी चालकता है, और Si IGBTS की तुलना में उच्च आवृत्तियों और तापमान पर काम कर सकते हैं।इन लाभों से बेहतर दक्षता, कूलिंग की कम आवश्यकता और छोटे और हल्के मोटर ड्राइव सिस्टम को डिजाइन करने की क्षमता होती है।

सबसे पहले, SIC MOSFETS की उच्च लागत ने उनके उपयोग को उच्च-अंत या विशेष अनुप्रयोगों तक सीमित कर दिया।हालांकि, विनिर्माण प्रौद्योगिकी और बड़े पैमाने पर उत्पादन में सुधार ने एसआईसी उपकरणों की लागत को बहुत कम कर दिया है, जिससे वे मोटर ड्राइव अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक व्यावहारिक और आकर्षक विकल्प बन गए हैं।इस लागत में कमी ने, उनके प्रदर्शन लाभों के साथ, मोटर वाहन, औद्योगिक स्वचालन और नवीकरणीय ऊर्जा क्षेत्रों सहित विभिन्न उद्योगों में SIC MOSFETs का अधिक उपयोग किया है।

Si IGBTS और SIC MOSFETS के लाभ और नुकसान

सी आईजीबीटीएस (सिलिकॉन इंसुलेटेड गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर)

सिलिकॉन इंसुलेटेड गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (SI IGBTS) उनके मजबूत प्रदर्शन लक्षणों के कारण उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।यहाँ उनके फायदे और नुकसान पर एक विस्तृत नज़र है:

• SI IGBTS के लाभ

बड़ी धाराओं को अच्छी तरह से संभालता है: Si IGBTS बड़ी धाराओं को कुशलता से प्रबंधित करने में बहुत अच्छे हैं।यह उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए एक अच्छा विकल्प बनाता है जिन्हें बड़े बिजली भार को संभालने की आवश्यकता होती है, जैसे कि औद्योगिक मशीनरी और इलेक्ट्रिक वाहन।

तेजी से स्विचिंग गति: SI IGBTS जल्दी से चालू और बंद कर सकता है, जो उन प्रणालियों में उनके प्रदर्शन में सुधार करता है जिन्हें वर्तमान प्रवाह में त्वरित परिवर्तन की आवश्यकता होती है।यह तेजी से स्विचिंग क्षमता उन अनुप्रयोगों के लिए सहायक है जिन्हें तेजी से बदलाव की आवश्यकता होती है, जिससे बेहतर जवाबदेही और प्रदर्शन होता है।

कम लागत: SI IGBTS के लिए उत्पादन प्रक्रिया परिपक्व और अच्छी तरह से स्थापित है, जिसके परिणामस्वरूप उत्पादन लागत कम होती है।यह लागत लाभ SI IGBTS को कई उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए बजट के अनुकूल विकल्प बनाता है, समग्र प्रणाली के खर्च को कम करता है।

उच्च वोल्टेज को संभाल सकते हैं: Si IGBTS उच्च वोल्टेज का सामना कर सकता है, जिससे वे उच्च वोल्टेज स्तरों पर काम करने वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो जाते हैं।यह क्षमता विशेष रूप से बिजली संचरण और वितरण प्रणालियों में उपयोगी है जहां उच्च वोल्टेज धीरज की आवश्यकता होती है।

कम ऊर्जा हानि: Si IGBTS में वर्तमान का संचालन करते समय न्यूनतम वोल्टेज ड्रॉप और चालन हानि होती है।यह दक्षता कम ऊर्जा हानि में अनुवाद करती है और समग्र प्रणाली के प्रदर्शन में सुधार करती है, जो बिजली-संवेदनशील अनुप्रयोगों में उच्च दक्षता बनाए रखने के लिए अच्छा है।

• SI IGBTS के नुकसान

ओवरहीटिंग करने का खतरा: उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में, जैसे कि इलेक्ट्रिक वाहनों या औद्योगिक प्रणालियों में, सी IGBTS ओवरहीट कर सकते हैं।इस ओवरहीटिंग से थर्मल रनवे हो सकता है, एक ऐसी स्थिति जहां बढ़ती तापमान तापमान में और बढ़ता है, संभवतः डिवाइस की विफलता के लिए अग्रणी है।थर्मल मुद्दों का यह जोखिम उच्च-शक्ति स्थितियों में एक विश्वसनीयता चिंता पैदा करता है।

धीमी गति से टर्न-ऑफ टाइम्स: कुछ नए अर्धचालक उपकरणों की तुलना में, SI IGBTS को बंद करने में अधिक समय लगता है।यह धीमी गति से टर्न-ऑफ उन अनुप्रयोगों में उनकी प्रभावशीलता को सीमित कर सकता है जिन्हें बहुत तेजी से स्विचिंग की आवश्यकता होती है, जैसे कि उच्च-आवृत्ति इनवर्टर या उन्नत मोटर नियंत्रण प्रणाली।धीमी गति से टर्न-ऑफ समय से स्विचिंग लॉस में वृद्धि हो सकती है और ऐसे अनुप्रयोगों में समग्र दक्षता कम हो सकती है।

SIC MOSFETS (सिलिकॉन कार्बाइड मेटल-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर)

मोटर ड्राइव अनुप्रयोगों में, सिलिकॉन इंसुलेटेड गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (SI IGBTS) और सिलिकॉन कार्बाइड मेटल-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (SIC MOSFETs) के बीच चयन सिस्टम के प्रदर्शन और दक्षता को बहुत प्रभावित करता है।SIC MOSFETS के पेशेवरों और विपक्षों को समझना यह समझाने में मदद करता है कि वे कुछ चुनौतियों के बावजूद कई उच्च-प्रदर्शन अनुप्रयोगों में एक लोकप्रिय विकल्प क्यों बन रहे हैं।

• sic mosfets के लाभ

उच्च दक्षता: SIC MOSFETs में सी IGBTS की तुलना में कम चालन और स्विचिंग नुकसान होता है।यह बेहतर दक्षता ऊर्जा की खपत को कम करती है और मोटर ड्राइव सिस्टम के समग्र प्रदर्शन को बढ़ाती है।कम नुकसान का मतलब है कि कम ऊर्जा गर्मी के रूप में बर्बाद हो जाती है, जिससे अधिक प्रभावी बिजली का उपयोग होता है।

बेहतर गर्मी प्रबंधन: सिलिकॉन कार्बाइड सिलिकॉन से बेहतर गर्मी का संचालन करता है।यह SIC MOSFETs को उच्च-शक्ति स्थितियों के तहत भी अपने प्रदर्शन और विश्वसनीयता को बनाए रखते हुए, अधिक प्रभावी ढंग से गर्मी को संभालने की अनुमति देता है।बेहतर गर्मी प्रबंधन व्यापक शीतलन प्रणालियों की आवश्यकता को कम करता है, जिससे डिजाइन सरल और कटिंग लागत होती है।

तेजी से स्विचिंग: SIC MOSFETS SI IGBTS की तुलना में बहुत अधिक स्विचिंग आवृत्तियों पर काम कर सकता है।तेजी से स्विचिंग मोटर के अधिक सटीक नियंत्रण के लिए अनुमति देता है और त्वरित स्विचिंग की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों में प्रदर्शन में सुधार कर सकता है।यह विशेष रूप से इलेक्ट्रिक वाहन ड्राइव और औद्योगिक मोटर नियंत्रण में उपयोगी है, जहां दक्षता और त्वरित प्रतिक्रिया समय बहुत महत्वपूर्ण है।

उच्च वोल्टेज हैंडलिंग: SIC MOSFETS SI IGBTS की तुलना में उच्च वोल्टेज का प्रबंधन कर सकता है, जिससे वे उच्च-वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हो सकते हैं।यह उच्च वोल्टेज सहिष्णुता पावर ग्रिड इंटरफेस और उच्च-शक्ति औद्योगिक ड्राइव में उपयोगी है, जहां मजबूत वोल्टेज हैंडलिंग की आवश्यकता है।

छोटे आकार: उनकी बेहतर दक्षता और गर्मी के गुणों के कारण, SIC MOSFETS को उनके सिलिकॉन समकक्षों की तुलना में छोटा बनाया जा सकता है।यह आकार में कमी अधिक कॉम्पैक्ट और हल्के सिस्टम बनाने के लिए अच्छा है, जो इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे अनुप्रयोगों में विशेष रूप से मूल्यवान है, जहां स्थान और वजन की बचत करना बहुत महत्वपूर्ण है।

• sic mosfets के नुकसान

उच्च लागत: SIC MOSFETs बनाना Si IGBTS बनाने की तुलना में अधिक जटिल और महंगा है।यह उच्च उत्पादन लागत एक उच्च खरीद मूल्य की ओर ले जाती है, जो एक बाधा हो सकती है, विशेष रूप से लागत-संवेदनशील अनुप्रयोगों में।हालांकि, जैसे -जैसे विनिर्माण में सुधार होता है और बड़ी मात्रा में उत्पादन होता है, ये लागत धीरे -धीरे कम हो रही हैं।

सीमित बाजार का उपयोग: एक नई तकनीक के रूप में, SIC MOSFETS को अभी तक SI IGBTS के रूप में व्यापक रूप से नहीं अपनाया गया है।यह सीमित उपयोग कम उपलब्ध घटकों और कम समर्थन में परिणाम कर सकता है, जिससे इंजीनियरों के लिए भागों को ढूंढना और तकनीकी सहायता प्राप्त करना कठिन हो सकता है।समय के साथ, जैसा कि SIC तकनीक अधिक सामान्य हो जाती है, इस सीमा को कम करने की उम्मीद है।

कॉम्प्लेक्स ड्राइव की जरूरत है: SIC MOSFETS को अक्सर Si IGBTS की तुलना में अधिक उन्नत ड्राइव सर्किटरी की आवश्यकता होती है।इस ड्राइव सर्किटरी की जटिलता समग्र प्रणाली डिजाइन को जटिल कर सकती है और संभवतः विकास लागत में वृद्धि कर सकती है।इंजीनियरों को SIC प्रौद्योगिकी से पूरी तरह से लाभान्वित होने के लिए इन सर्किटों को ध्यान से डिजाइन और कार्यान्वित करना होगा।

Sic Mosfets के साथ बेहतर इन्वर्टर तकनीक

चित्रा 3: मोटर ड्राइव इनवर्टर के लिए पावर कैबिनेट एसआई समाधान बनाम एसआईसी समाधान की तुलना

सिलिकॉन कार्बाइड MOSFETS (SIC MOSFETS) ने मोटर ड्राइव सिस्टम में इन्वर्टर तकनीक में बहुत सुधार किया है, जो सिलिकॉन इंसुलेटेड गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (SI IGBTS) पर कई लाभ प्रदान करता है।SIC MOSFETs अपने कम स्विचिंग लॉस के कारण बहुत अधिक स्विचिंग गति पर काम कर सकते हैं, जिससे मोटर गति और टोक़ के अधिक सटीक नियंत्रण की अनुमति मिलती है।वे गर्मी को बेहतर तरीके से संभालते हैं, जिसका अर्थ है कि वे गर्मी से अधिक प्रभावी ढंग से छुटकारा पाते हैं और बड़े शीतलन प्रणालियों की आवश्यकता को कम करते हैं।यह छोटे और हल्के इन्वर्टर डिजाइन की ओर जाता है, जो विशेष रूप से इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए अच्छा है।

SIC MOSFETs भी उच्च तापमान पर काम कर सकते हैं, जिससे कठिन परिस्थितियों में मोटर ड्राइव सिस्टम की विश्वसनीयता और जीवनकाल बढ़ सकता है।जबकि Si IGBTS का उपयोग अभी भी सस्ते अनुप्रयोगों में किया जा सकता है या जहां उच्च स्विचिंग गति और गर्मी प्रबंधन एक चिंता का विषय है, दक्षता, बेहतर गर्मी से निपटने और SIC MOSFETs का उच्च प्रदर्शन उन्हें उच्च-प्रदर्शन और विश्वसनीय मोटर ड्राइव अनुप्रयोगों के लिए एकदम सही बनाता है।इलेक्ट्रिक वाहन और औद्योगिक स्वचालन सहित।

IGBTS और MOSFETS के बीच मुख्य अंतर

पैरामीटर	आईजीबीटी	MOSFET
वोल्टेज रेंज	600V से 6500V (सामान्य उच्च वोल्टेज अनुप्रयोग)	20V से 1000V (सामान्य कम से मध्यम वोल्टेज अनुप्रयोग)
विशिष्ट अनुप्रयोग	उच्च वोल्टेज, उच्च वर्तमान अनुप्रयोग, जैसे, पावर ग्रिड, औद्योगिक मोटर्स, और इनवर्टर	कम से मध्यम वोल्टेज अनुप्रयोग, जैसे, बिजली की आपूर्ति, ऑडियो एम्पलीफायरों, और मोटर नियंत्रक
ऑन-स्टेट वोल्टेज ड्रॉपसीटी या वीडी एस)	उच्च वोल्टेज ड्रॉप, आमतौर पर 2V से 4V	कम वोल्टेज ड्रॉप, आमतौर पर 0.1v से 1V
स्विचिंग गति	धीमी स्विचिंग गति (कम आवृत्ति के लिए अधिक उपयुक्त) अनुप्रयोग)	तेजी से स्विचिंग गति (उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त)
चालन हानि	द्विध्रुवी प्रकृति और उच्च वोल्टेज ड्रॉप के कारण उच्चतर	एकध्रुवीय प्रकृति और कम वोल्टेज ड्रॉप के कारण कम
स्विचिंग लॉस	धीमी गति से स्विचिंग गति के कारण उच्चतर	तेजी से स्विचिंग गति के कारण कम
तापीय स्थिरता	उच्च शक्ति स्तरों पर बेहतर थर्मल प्रदर्शन	आईजीबीटी की तुलना में सीमित थर्मल प्रदर्शन
नियंत्रण जटिलता	आसान गेट ड्राइव आवश्यकताएं, आमतौर पर वोल्टेज-नियंत्रित	अधिक जटिल गेट ड्राइव सर्किट की आवश्यकता होती है, आमतौर पर वर्तमान नियंत्रित
असभ्यता	आम तौर पर बेहतर शॉर्ट-सर्किट की क्षमता का सामना करना पड़ता है	आमतौर पर कम शॉर्ट-सर्किट क्षमता का सामना करना पड़ता है
लागत	आम तौर पर समकक्ष वोल्टेज रेटिंग के लिए उच्चतर	आम तौर पर समकक्ष वोल्टेज रेटिंग के लिए कम

युक्ति का प्रकार

चित्रा 4: डिवाइस का प्रकार - MOSFET और IGBT प्रतीक तुलना

IGBTS (अछूता गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर) MOSFETs (धातु-ऑक्साइड-सेमिकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) और द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर का मिश्रण है।उनके पास MOSFETs की तरह एक वोल्टेज-नियंत्रित गेट है, जो स्विचिंग को आसान बनाता है।उनके पास द्विध्रुवी की तरह वर्तमान-ले जाने की क्षमता भी है, जिससे उन्हें उच्च शक्ति के स्तर को संभालने की अनुमति मिलती है।MOSFETS, इसके विपरीत, केवल वोल्टेज-नियंत्रित ट्रांजिस्टर हैं।उनके स्रोत और नाली टर्मिनलों के बीच वर्तमान का प्रवाह गेट पर लागू वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

वेल्टेज रेटिंग

चित्र 5: नाली/कलेक्टर वोल्टेज बनाम।MOSFET और IGBT के लिए वर्तमान

वोल्टेज रेटिंग के लिए, IGBTs उच्च-वोल्टेज उपयोगों के लिए बेहतर हैं, सैकड़ों से हजारों वोल्ट तक।यह उन्हें मोटर ड्राइव और पावर इनवर्टर जैसे उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।MOSFETs आमतौर पर कम से लेकर मध्यम वोल्टेज अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं, जिसमें दसियों से लेकर सैकड़ों वोल्ट तक होते हैं, जो इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग सर्किट और वोल्टेज नियामकों में आम हैं।

वर्तमान हैंडलिंग

चित्रा 6: MOSFET और IGBT के लिए 25 ° C और 150 ° C पर VD-ID विशेषताएं

वर्तमान हैंडलिंग के संदर्भ में, IGBTs उच्च वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए महान हैं क्योंकि उनकी द्विध्रुवी वर्तमान-ले जाने की क्षमता है।यह उन्हें उच्च-शक्ति सेटिंग्स में उपयोगी बनाता है।हालांकि, MOSFETs, आमतौर पर कम से मध्यम वर्तमान अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाते हैं, जहां उच्च दक्षता और तेजी से स्विचिंग की आवश्यकता होती है।

स्विचिंग गति

स्विचिंग गति एक और बड़ा अंतर है।IGBTS MOSFETs की तुलना में धीमी गति से स्विच करता है, जो उन अनुप्रयोगों के लिए ठीक है जहां तेजी से स्विचिंग की आवश्यकता नहीं है।दूसरी ओर, MOSFETs उच्च आवृत्ति के उपयोग के लिए बनाए जाते हैं, तेजी से स्विचिंग गति प्रदान करते हैं।यह उन्हें बिजली की आपूर्ति और कन्वर्टर्स जैसे अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जिन्हें त्वरित और कुशल स्विचिंग की आवश्यकता होती है।

क्षमता

वोल्टेज और वर्तमान स्तरों के आधार पर IGBTS और MOSFETs के बीच दक्षता भिन्न होती है।IGBTS में उच्च वोल्टेज और धाराओं में कम चालन नुकसान होता है, जिससे वे उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में अधिक कुशल होते हैं।हालांकि, MOSFETS, कम वोल्टेज और धाराओं में अधिक कुशल हैं, जो कम ऑन-प्रतिरोध और तेजी से स्विचिंग क्षमताओं के कारण हैं।

अनुप्रयोग

चित्र 7: MOSFET मूल संरचना बनाम।IGBT मूल संरचना

इन उपकरणों का उपयोग उनकी ताकत को दर्शाता है।IGBTs आमतौर पर उच्च-शक्ति स्थितियों जैसे कि मोटर ड्राइव, पावर इनवर्टर और इंडक्शन हीटिंग सिस्टम जैसे उच्च वोल्टेज और करंट को संभालने की उनकी क्षमता के कारण उपयोग किया जाता है।MOSFETS उन अनुप्रयोगों के लिए बेहतर हैं जो कम बिजली के स्तर पर तेजी से स्विचिंग और दक्षता को प्राथमिकता देते हैं, जैसे कि इलेक्ट्रॉनिक स्विचिंग सर्किट और वोल्टेज नियामक।

गेट ड्राइव आवश्यकताएँ

अंत में, गेट ड्राइव की आवश्यकताएं IGBTS और MOSFETs के बीच भिन्न होती हैं।IGBTS को एमिटर को चालू करने के लिए गेट पर एक सकारात्मक वोल्टेज की आवश्यकता होती है, और गेट वोल्टेज को कम करके बंद कर दिया जाता है।हालांकि, MOSFETS को गेट पर एक सकारात्मक वोल्टेज की आवश्यकता होती है, जो स्रोत के सापेक्ष है, दोनों को चालू और बंद करने के लिए, उनके गेट ड्राइव को सरल और अधिक सीधा बना देता है।

निष्कर्ष

SI IGBTS और SIC MOSFETs दोनों में अद्वितीय ताकतें हैं जो विभिन्न उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों के अनुरूप हैं।Si IGBTS बड़ी धाराओं और उच्च वोल्टेज को संभालने में महान हैं और उत्पादन करने के लिए सस्ते हैं, जिससे उन्हें औद्योगिक मोटर्स और पावर ग्रिड जैसे पारंपरिक उपयोगों के लिए विश्वसनीय बनाया जाता है।हालांकि, वे ओवरहीट कर सकते हैं और धीमी गति से स्विच कर सकते हैं, जो उच्च गति या बहुत गर्म वातावरण में एक समस्या हो सकती है।

दूसरी ओर, Sic Mosfets गर्मी को बेहतर तरीके से संभालते हैं, तेजी से स्विच करते हैं, और अधिक कुशल होते हैं, जिससे उन्हें इलेक्ट्रिक कारों और उच्च-प्रदर्शन औद्योगिक प्रणालियों जैसे आधुनिक उपयोगों के लिए पसंदीदा बनाता है।यद्यपि वे पहले अधिक लागत और अधिक जटिल ड्राइव सर्किट की आवश्यकता है, SIC प्रौद्योगिकी में चल रहे सुधार इन मुद्दों को कम कर रहे हैं, जिससे व्यापक उपयोग हो रहा है।

Si IGBTS और SIC MOSFETS के बीच की पसंद एप्लिकेशन की विशिष्ट आवश्यकताओं पर निर्भर करती है, जैसे कि वोल्टेज और वर्तमान स्तर, स्विचिंग की गति और गर्मी प्रबंधन।प्रत्येक डिवाइस की ताकत का उपयोग करके, इंजीनियर विभिन्न प्रौद्योगिकी क्षेत्रों में बेहतर पावर इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम, ड्राइविंग सुधार और दक्षता को डिजाइन और निर्माण कर सकते हैं।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न [FAQ]

1. बेहतर IGBT या MOSFET कौन सा है?

IGBT और MOSFET के बीच की पसंद इस बात पर निर्भर करती है कि आपको इसकी क्या आवश्यकता है।MOSFETs आम तौर पर मध्यम शक्ति कार्यों के लिए कम से बेहतर होते हैं जिन्हें तेजी से स्विचिंग गति और अच्छे गर्मी प्रबंधन की आवश्यकता होती है।वे बिजली की आपूर्ति और मोटर नियंत्रक जैसी चीजों के लिए अच्छे हैं।दूसरी ओर, IGBTS, उच्च-शक्ति कार्यों के लिए बेहतर हैं क्योंकि वे बड़ी धाराओं और उच्च वोल्टेज को संभाल सकते हैं, जिससे उन्हें औद्योगिक मोटर्स और पावर इनवर्टर के लिए आदर्श बनाया गया है।

2. क्या IGBT MOSFET को बदल सकता है?

कभी-कभी, IGBTS MOSFETS को बदल सकता है, विशेष रूप से उच्च-शक्ति वाले कार्यों में जहां बड़ी धाराओं और वोल्टेज को संभालने की बहुत आवश्यकता होती है।हालांकि, क्योंकि IGBTS धीमी गति से स्विच करता है और गर्मी को अलग तरह से संभालता है, वे उन कार्यों के लिए अच्छे नहीं हो सकते हैं जिन्हें बहुत तेजी से स्विचिंग और कम बिजली के नुकसान की आवश्यकता होती है, जहां MOSFETs बेहतर हैं।

3. मुझे कैसे पता चलेगा कि मेरे पास IGBT या MOSFET है?

यह पता लगाने के लिए कि क्या आपके पास IGBT या MOSFET है, निर्माता से भाग संख्या और विवरण देखें।Datasheets आपको बताएंगे कि क्या डिवाइस IGBT या MOSFET है।वे एक जैसे दिख सकते हैं, इसलिए आपको घटक पर प्रलेखन या चिह्नों की जांच करने की आवश्यकता है।

4. सबसे तेज़ स्विचिंग डिवाइस IGBT या MOSFET कौन सा है?

MOSFETS आम तौर पर IGBTS की तुलना में सबसे तेज़ स्विचिंग डिवाइस हैं।वे बहुत अधिक गति पर स्विच कर सकते हैं, जो उन्हें उन कार्यों के लिए उपयुक्त बनाता है जिन्हें त्वरित स्विचिंग की आवश्यकता होती है, जैसे कि बिजली की आपूर्ति और उच्च-आवृत्ति इनवर्टर।

5. मुझे कैसे पता चलेगा कि मेरे पास IGBT या MOSFET है?

आप यह पता लगा सकते हैं कि क्या आपके पास घटक के चिह्नों को देखकर और डेटशीट या निर्माता विवरण के साथ उनकी तुलना करके IGBT या MOSFET है।ये दस्तावेज अर्धचालक डिवाइस के प्रकार के बारे में विस्तृत जानकारी देते हैं, जिसमें यह भी शामिल है कि यह IGBT या MOSFET है।