IGBT (transistor bipolare a gate isolato) e MOSFET (transistor a effetto di campo a semiconduttore a ossido di metallo) sono entrambi tipi di transistor utilizzati nell’elettronica di potenza, ma presentano differenze distinte in termini di struttura, funzionamento e applicazione.
La principale differenza tra IGBT e MOSFET risiede nella loro costruzione e nel modo in cui funzionano. Gli IGBT combinano le caratteristiche dei MOSFET (controllo della tensione) e dei BJT (controllo della corrente). Hanno una struttura di gate simile a un MOSFET ma con un transistor a giunzione bipolare (BJT) come canale di conduzione principale. Ciò consente agli IGBT di gestire correnti elevate con basse perdite di conduzione e fornisce funzionalità di commutazione rapida adatte per applicazioni ad alta potenza.
La scelta tra IGBT e MOSFET dipende dai requisiti specifici dell’applicazione. Gli IGBT sono generalmente preferiti per le applicazioni che richiedono commutazione ad alta corrente e alta tensione, come negli azionamenti di motori, alimentatori e inverter. Sono efficienti nel controllare grandi correnti e sono in grado di gestire efficacemente livelli di alta tensione. I MOSFET, d’altro canto, vengono generalmente utilizzati in applicazioni in cui l’elevata velocità di commutazione, la bassa resistenza allo stato attivo (Rds(on)) e la bassa potenza di comando del gate sono cruciali, come nei circuiti di commutazione di potenza medio-bassa e nelle applicazioni digitali.
In molti casi, IGBT e MOSFET non sono direttamente intercambiabili a causa delle differenze nelle loro caratteristiche elettriche e nei parametri operativi. Sebbene entrambi i transistor svolgano funzioni simili nell’elettronica di potenza, i loro valori specifici di tensione e corrente, velocità di commutazione e caratteristiche termiche differiscono in modo significativo. La sostituzione dell’uno con l’altro senza un’attenta considerazione di questi fattori può portare a un funzionamento improprio o al guasto del circuito.
Per identificare se un componente è un IGBT o un MOSFET, è possibile fare riferimento al codice prodotto e alla scheda tecnica forniti dal produttore. Il codice prodotto in genere include il tipo di dispositivo (IGBT o MOSFET) insieme a valori nominali e specifiche specifiche. Inoltre, il pacchetto fisico e la configurazione dei pin del dispositivo possono fornire indizi sul suo tipo, anche se questo da solo potrebbe non essere sempre definitivo.
Gli IGBT vengono utilizzati in una varietà di applicazioni ad alta potenza in cui sono richiesti commutazione e controllo efficienti di correnti e tensioni di grandi dimensioni. Gli usi comuni includono azionamenti a motore (per veicoli elettrici e macchinari industriali), sistemi di energia rinnovabile (inverter per energia solare ed eolica), gruppi di continuità (UPS) e applicazioni di riscaldamento induttivo. La loro capacità di gestire elevati livelli di potenza con basse perdite di conduzione rende gli IGBT adatti al controllo e alla conversione dell’energia elettrica in diverse applicazioni industriali e automobilistiche.