La conduite de MOSFET côté haut ou d’IGBT (transistors bipolaires à grille isolée) dans des circuits pratiques nécessite généralement des techniques spécialisées pour garantir un fonctionnement et une efficacité appropriés. Un moyen pratique de piloter des MOSFET ou des IGBT côté haut consiste à utiliser un circuit pilote de grille isolé. Les commutateurs côté haut nécessitent un pilote de grille capable de fournir une tension de grille supérieure à la tension source pour activer et désactiver complètement le transistor. Les pilotes de grille isolés utilisent des transformateurs ou un couplage capacitif pour isoler le signal de commande du côté haute tension, garantissant ainsi la sécurité et la fiabilité du circuit.
Pour piloter efficacement un circuit MOSFET côté haut, le pilote de grille doit être capable de générer une tension grille-source supérieure à la tension appliquée au drain du MOSFET. Cela implique généralement l’utilisation d’un circuit d’amorçage ou d’un circuit intégré de commande de grille côté haut qui peut générer une tension supérieure à la tension d’alimentation en tirant parti du couplage capacitif ou d’une pompe de charge interne. Le pilote de grille garantit que le MOSFET s’allume et s’éteint complètement pour contrôler le flux de courant à travers le circuit.
Le pilotage d’un transistor IGBT implique des principes similaires à ceux du pilotage d’un MOSFET côté haut, mais nécessite un pilote de grille capable de fournir des courants de grille plus élevés en raison de la capacité d’entrée et de la charge de grille plus élevées de l’IGBT. Le pilote de grille doit être capable de fournir une tension et un courant suffisants pour allumer et éteindre rapidement l’IGBT afin de contrôler efficacement les applications à haute puissance. Une sélection appropriée de la résistance de grille et des considérations de disposition sont également cruciales pour minimiser les pertes de commutation et garantir un fonctionnement fiable.
Dans les applications haute tension, le choix entre les MOSFET et les IGBT dépend d’exigences spécifiques telles que la vitesse de commutation, l’efficacité et les capacités de gestion de la tension. Les MOSFET sont généralement préférés pour les applications à basse tension et à haute fréquence en raison de leurs vitesses de commutation rapides et de leurs faibles pertes de conduction. Cependant, pour les applications haute tension (généralement supérieures à 600 V), les IGBT sont souvent préférés en raison de leur capacité à gérer des tensions et des densités de courant plus élevées plus efficacement que les MOSFET.
Pour piloter un MOSFET avec un transistor, en particulier pour les applications à faible consommation, une approche courante consiste à utiliser un transistor à jonction bipolaire (BJT) comme décaleur de niveau. Le BJT peut amplifier le courant du signal de commande (généralement provenant d’un microcontrôleur ou d’un circuit logique) pour piloter la grille du MOSFET. Cette configuration permet une commutation efficace du MOSFET, garantissant qu’il s’allume et s’éteint complètement avec un délai minimal.
Oui, un pilote MOSFET peut être utilisé pour piloter un IGBT dans de nombreux cas. Alors que les IGBT nécessitent généralement des tensions et des courants de commande de grille plus élevés que les MOSFET, de nombreux pilotes MOSFET sont conçus pour répondre à ces exigences. Il est essentiel de sélectionner un pilote MOSFET capable de fournir des niveaux de tension et des courants de crête adéquats pour commuter l’IGBT de manière efficace et sûre, en tenant compte des caractéristiques de charge de grille et des exigences de vitesse de commutation de l’IGBT.
Les IGBT sont préférés aux MOSFET dans certaines applications en raison de leur capacité à gérer efficacement les hautes tensions. Les IGBT combinent les avantages des MOSFET (haute impédance d’entrée et commutation rapide) avec les avantages des transistors bipolaires (capacité de courant élevée et faible tension de saturation). Cela rend les IGBT adaptés aux applications nécessitant une commutation haute tension et courant élevé, comme dans l’électronique de puissance, les entraînements de moteur et les systèmes d’énergie renouvelable. Leur capacité à gérer des densités de courant et des tensions nominales élevées en fait un choix privilégié dans de nombreuses applications industrielles et automobiles où la robustesse et la fiabilité sont essentielles.