Methods-贸泽技术与解决方案杂志，及时了解技术创新与工程设计方面的重要资讯。
Issue link: https://trendsintech-korea.mouser.com/i/1538437
23 | 초기 정류가 필요하지 않습니다. 전원 부품 MOSFET과 IGBT는 전통적으로 인버터 설계에서 스위치 역할을 하여 전력을 공급하는 목적으로 사용되었습니다. MOSFET은 잠재적으로 최대 100kHz 로 전환할 수 있지만, 수십 kHz의 속도에서 더 자주 사용됩니다. MOSFET 은 MOSFET을 제어하는 IC와 유사한 제조 공정을 사용하여 생산되므로 적어도 일부 저전력 애플리케이션에서는 단일 칩 솔루션이 가능합니다. MOSFET의 다른 장점으로는 높은 입력 임피던스, 낮은 온 저항, 낮은 게이트 전력 소비량, 쉬운 구동, 더 넓은 안전 작동 영역 등이 있습니다. 이러한 특성으로 인해 MOSFET은 낮은 전류 밀도에 대한 에너지 효율적 솔루션이 필요한 애플리케이션에 이상적입니다. 그러나 전압이 늘어남에 따라 접합부 온도도 상승하고 내부 다이오드의 역회복 성능이 저하되어 열과 스위칭 손실이 증가하게 됩니다. 이처럼 더 높은 전압과 전류 레벨에서는 보통 스위칭 소자로 IGBT를 선호합니다. IGBT의 구조는 MOSFET과 흡사하지만, 콜렉터에 P+ 계층이 추가되어 PNP 트랜지스터를 구동하는 MOSFET처럼 작동합니다(그림 3). IGBT는 저전력 신호를 사용하여 쉽게 구동할 수 있고 약 20kHz의 낮은 주파수에서 작동합니다. 그러나 IGBT의 설계로 인해 일반적인 MOS IC 공정에서는 제조할 수 없어 MOSFET처럼 내부에 역회복 다이오드가 통합되어 있지 않습니다. 모터 제어를 위해 이와 같은 다이오드를 PCB 외부에 사용하거나 IGBT와 함께 별도의 다이로 패키징하여 사용해야 합니다. 외부 복구 다이오드는 장점과 단점이 모두 있습니다. 특정 애플리케이션에 맞춤형으로 만들 수 있지만, 그러면 설계 비용이 늘어나고 PCB 공간이 추가로 필요하게 됩니다. 주요 매개변수 MOSFET과 IGBT 모두에 대해 전류 처리 및 피크 전압 정격 사양은 모터 부하 규격을 충족하는 데 필요한 주요 특성입니다. 그러한 사양에 따라 두 소자에는 2차 및 3차 규격이 있습니다. MOSFET의 가장 중요한 2차 매개변수는 드레인 및 소스의 온-상태 저항(R DS(ON) ) 과 게이트 정전용량입니다. 온 저항이 낮으면 저항 손실이 감소하고 소자가 전도할 때 전압 강하가 낮아져 효율성이 직접적으로 향상됩니다. 그러나 겉으로 보이는 것처럼 그리 간단한 문제가 아닙니다. 게이트 정전용량은 전도도가 꺼졌다 켜질 수 있는 속도에 영향을 미치는 요소로, I = C dV/dt라는 방정식으로 계산할 수 있습니다. 게이트 정전용량은 스위칭 주파수와 함께 게이트에서의 손실에도 영향을 줍니다. 스위칭 주파수가 높을수록 손실이 커지고 효율성은 낮아집니다. R DS(ON) 을 더욱 낮춰 설계한 MOSFET은 보통 게이트 면적이 더 넓어 게이트 정전용량이 더 높아집니다. 따라서 최상의 성능과 최저 손실을 달성하기 위해 R DS(ON) 과 게이트 정전용량 간에 균형을 이룰 수 있습니다. 제조업체는 거의 항상 데이터시트에 FOM = R DS(ON) × QG라는 방정식을 사용하여 전체적인 가치를 알 수 있도록 FOM(성능 지수)으로 제시합니다. IGBT의 경우, 온 상태 전압 강하를 중요한 사양으로 고려해야 합니다. 이 전압 강하에는 P-N 접합부를 거치며 발생하는 다이오드 전압 강하와 구동 MOSFET을 거치며 발생하는 전압 강하가 모두 포함됩니다. 순수한 장치 기호 등가 회로 게이트 콜렉터 이미터 그림 3: IGBT 기호와 등가 회로. 콜렉터 단자는 PNP 트랜지스터의 이미터입니다. (출처: Infineon)