تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT در دستگاه های جوشکاری

یک تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT در دستگاه های جوشکاری مربوط به منطقه کم جریان می باشد که در آن ماسفت ولتاژ نسبت به IGBT حالت کمتری را نشان می دهد. در منطقه ای با جربان بالا اوضاع برعکس خواهد بود و IGBT ولتاژ حالت کمتری نسبت به ماسفت نشان خواهد داد. این شرایط اگر دما بالا باشد، بهتر خود را نشان می دهد. در این مقاله نیز به بررسی اطلاعاتی درباره تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT در دستگاه های جوشکاری خواهیم پرداخت تا آگاهی خود را در این زمینه افزایش دهید.

تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT

تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT در عملکرد، کارایی و مقاومت در برابر آسیب خواهد بود. فرکانس سوییچینگ IGBT که در آن مورد استفاده قرار می گیرند، معمولا کمتر از بیست کیلو هرتز می باشند و نسبت به ماسفت های تک قطبی افت سوییچینگ بالاتری دارند. به طور کلی سه نوع ترانزیستور را در دستگاه جوشکاری داریم که شامل ماسفت، دوقطبی و IGBT می باشد. نوع دوقطبی به مدارهای محرک و محافظ نیاز دارد و هم چنین دارای سرعت پایین سوییچینگ می باشد، از این رو برای برق قدرت و برنامه های سوییچینگ  به سختی استفاده می شود، اما ماسفت و IGBT با توجه به ویژگی هایی که مورد نیاز است در پروژه ها به شکل انتخابی استفاده می شوند. IGBT دارای دروازه، کلکتور و امیتر می باشد اما ماسفت دارای دروازه، تخلیه و ترمینال های منبع می باشد. ولتاژ مناسب برای کار کردن IGBT  هزار و چهارصد ولت است و برای ماسفت حدود ششصد ولت می باشد. هدایت جریان الکتریکی در ماسفت توسط الکترون صورت می گیرد اما جریان IGBT دارای الکترون و سوراخ است. در ولتاژهای بالا استفاده از IGBT مناسب تر است چون هم یک قطبی است و هم نیاز به دیود اضافی برای جریان معکوس دارد. این دیود اضافی موجب عملکرد بالای IGBT نسبت به ماسفت می شود.

شرکت اورین الکتریک ، تولید کننده انواع دستگاه جوشکاری رکتی فایر ، تکفاز و سه فاز اینورتری ، دستگاه جوشکاری CO2 ، و دستگاه جوش آرگون و برش پلاسما ، آماده ارائه و فروش محصولات تولیدی و همچنین خدمات درخواستی به مشتریان محترم ، می باشد . به منظور تماس با کارشناسان و ارائه راهنمایی و مشاوره ، با شماره ☎️   ۰۹۱۲۱۲۶۰۱۴۲ و سایر شماره های درج شده در سایت تماس حاصل نمایید.

 

تاریخچه ترانزیستورها

تا قبل از اینکه ماسفت های پرکاربرد به روی کار بیایند، نوع دو قطبی تا اوایل دهه هزار و نهصد و هفتاد به عنوان تنها قدرت واقعی شناخته می شد. زمانی که ترانزیستورهای دوقطبی در اوایل سال هزار و نهصد و چهل و هفت تاسیس شدند، در عملکرد الکتریکی خود پیشرفت ها زیادی داشتند و هم اکنون نیز کاربردهای زیادی در مدارهای الکترونیکی دارند.  ویژگی خاموش کردن نسبتا کند در ترانزیستورهای دو قطبی  و داشتن ضریب دمایی منفی، احتمال ایجاد خرابی ثانویه را بالا می برد. کنترل ماسفت ها با ولتاژ می باشد و از طریق جریان کنترل نمی شوند. ضریب دمایی ماسفت ها در رابطه با مقاومت مثبت است که موجب توقف فرار دمایی می شود  و باعث می شود در رابطه با اینها خرابی ثانویه نداشته باشیم. عرضه IGBT نیز در اواخر هزار و نهصد و هشتاد بود که یک تلاقی بین ترانزیستور های دوقطبی و ماسفت ها به شمار می آید و کنترل آنها همانند ماسفت با ولتاژ خواهد بود.

آشنایی با ماسفت

سیستم ماسفت همان ترانزیستور اثر میدان نیمه هادی فلزی اکسید خواهد بود و آن را در مدار های مجتمع بسیار بزرگ به طور گسترده استفاده می کنند که دلیلش ساختار پیچیده و امپدانس ورودی بالا است. ماسفت یک دستگاه نیمه هادی است که چهار ترمینال دارد و به کنترل سیگنال های دیجیتال و آنالوگ‌ می پردازد. بین منبع در این دستگاه و قسمت تخلیه، دروازه وجود دارد. عایق بندی آن به وسیله یک لایه نازکی از اکسید فلز خواهد بود و کاری که انجام می دهد این است که مانع از جریان یافتن بین دروازه  و کانال خواهد شد. در وسایل نیمه هادی از این فناوری استفاده می شود تا سیگنال های ضعیف تقویت شوند.

آشنایی با ترانزیستور IGBT

ترانزیستور IGBT یک دستگاه نیمه هادی است که دارای سه ترمینال است که هم خصوصیات کنترل آسان ماسفت را دارد و هم قابلیت حمل جریان دو قطبی را دارد. در مبحث برق قدرت این دستگاه یک وسیله نسبتا جدید است و در طیف وسیعی از برنامه ها به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی استفاده می شود. این برنامه ها متوسط و یا فوق العاده قدرت بالا می توانند باشند مثل منبع تغذیه حالت سوییچ. ساختار آن  به غیر از زیرلایه اضافی زیرلایه n شبیه ساختار ماسفت خواهد بود. در صورت نیاز به راهنمایی در زمینه تجهیزات و سیستم های مختلف دستگاه جوشکاری با شماره تماس های موجود در سایت تماس حاصل فرمایید و اطلاعات لازم را از کارشناسان مجموعه دریافت نمایید.

 تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT در کارایی

تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT در کارایی شامل خصوصیات ولتاژ حالت روشن، زمان سوییچینگ، دیود پارازیتی و مدار درایو دروازه پایه می باشد که شرح خواهیم داد. در IGBT امپدانس ورودی بالا و ‌درایو ولتاژ را خواهیم داشت. مدار درایو دروازه پایه نسبتا ساده است. با ولتاژ ورودی تعبیه شده است و از نظر زمان سوییچینگ سرعت بالایی دارد طوری که از ترانزیستور دوقطبی سریعتر  و از ماسفت ها کندتر است. از نظر دیود پارازیتی تنها در RC-IGBT موجود است. در رابطه با ماسفت ها باید گفت که  دارای امپدانس ورودی بالا و درایو ولتاژ می باشند. مدار درایو دروازه پایه نسبتا ساده است و در رابطه با خصوصیات ولتاژ باید گفت که بدون ولتاژ تعبیه شده درونی است و جریان با مقاومت روشن دارد.  از نظر زمان سوییچینگ سرعتی بسیار بالا دارد  و دیود پارازیتی دارد. ترانزیستور دو قطبی نیز امپدانس ورودی پایین و  و درایو جریان دارد. در رابطه با پروژه های که بر پایه سوییچینگ هستند، پیچیده خواهد بود. سرعت سوییچینگ آن کند می باشد و دیود پارازیتی ندارد.

تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT به شکل پایه ای

برای بیان تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT می توانیم این طور بیان کنیم که مخفف ترانزیستور دوقطبی عایق بندی شده همان IGBT می باشد اما مخفف ماسفت به شرح دیگری است.  ماسفت در واقع مخفف ترانزیستور اثر نیمه هادی Metal-Oxide می باشد. هر دو دستگاه به صورت ولتاژ نیمه هادی کنترل شده بهترین  عملکرد را زمانی دارند که کاربردشان منبع تغذیه حالت سوئیچ باشد. IGBT ها هم توانایی کنترل جریان ترانزیستور های دوقطبی را دارند و هم کنترل آسان ترانزیستور های ماسفت را دارند. IGBT ها به نوعی دروازه بان جریان هستند که در مدار تغذیه و کنترل مزایای ماسفت و ترانزیستور دوقطبی را ترکیب می کنند. ماسفت را به عنوان یک ترانزیستور اثر میدان می دانند که رسانایی دستگاه در آن با ولتاژ اعمال شده مشخص خواهد شد.

مقایسه سیستم ماسفت و IGBT در امپدانس ورودی

یک تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT در دستگاه جوشکاری تفاوت در امپدانس ورودی است. IGBT یک دستگاه دوقطبی است که دارای ولتاژ کنترل شده و امپدانس ورودی بالا است  و دارای قابلیت کنترل جریان زیاد ترانزیستورهای دوقطبی می باشد. کنترل این مورد نسبت به دستگاه های کنترل شده فعلی در کاربردهایی که جریان زیاد دارند، آسانتر است. یک تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT در این است که در ماسفت به ورودی برای کنترل کردن جریان بار نیازی نیست، از این رو در ترمینال دروازه مقاومت بیشتری خواهد داشت. دلیل این اتفاق وجود لایه جداسازی خواهد بود که بین دروازه و کانال قرار دارد. جنس این لایه اکسید سیلیکون می باشد که یکی از بهترین عایق ها می باشد و موجب مسدود شدن ولتاژ اعمال شده خواهد شد البته به غیر از جریان نشتی کوچک.

تفاوت بین ماسفت و در مقاومت در برابر آسیب

در رابطه با تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT  باید گفت که تخلیه الکترواستاتیک را بیشتر در ماسفت ها خواهیم داشت که دلیلش این است که شارژ به صورت کنترل شده نمی تواند از بین برود و دلیلش وجود امپدانس ورودی بالای فناوری MOS در ماسفت می باشد. ظرفیت دروازه با عایق اضافی اکسید سیلیکون کم می شود که سبب آسیب بالا در برابر سنسورهای ولتاژ بسیار بالا خواهد شد و در نتیجه آسیب به اجزای داخلی به شکل اجتناب ناپذیری رخ می دهد. یک تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT  این است که حساسیت ماسفت ها به تخلیه الکترواستاتیک زیاد است. نسل سوم از IGBT هم خصوصیات درایو ولتاژ ماسفت را دارد و هم مقاومت روشن پایین ترانزیستور دوقطبی را دارد. از این رو در مقابله با اضافه بار و ‌بالا رفتن ولتاژ بسیار مناسب هستند.

کاربرد سیستم ماسفت و IGBT

یک تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT این است که ماسفت ها برای کاربردهایی با صدای زیاد مناسب هستند و در دستگاه های الکترونیکی به منظور تعویض و تقویت سیگنال های الکترونیکی کاربرد دارند. منابع تغذیه حالت سوئیج بیشترین کاربرد ماسفت خواهد بود و به عنوان تقویت کننده های کلاس D از آنها می توان استفاده نمود. رایج ترین ترانزیستور اثر میدانی، ماسفت می باشد و در مدارهای آنالوگ و دیجیتال کاربرد دارد. کاربرد IGBT در برنامه های قدرت متوسط تا فوق العاده بالا می باشد که شامل گرمایش القایی، منبع تغذیه حالت سوییچ و کنترل موتور کششی خواهد بود. برای استفاده در وسایلی مثل بالاست لامپ، اتومبیل های برقی، درایوهای فرکانس متغیر و … از IGBT استفاده می‌شود. یک تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT این است که IGBT نسبت به ماسفت مدارهای کنترل پیچیده تری نیاز دارد و اتصال دهنده الکتریکی نیز می خواهند، از این رو ممکن است تولیدکنندگان ماسفت را برای خرید ترجیح دهند.یک تفاوت بین سیستم ماسفت و IGBT در این است که برخی از دستگاه های IGBT نسبت به ماسفت قیمت ارزان تری دارند. به صورت کلی دستگاه های ماسفت و IGBT اغلب شبیه هم هستند و مشابه هم عمل می کنند. در فرکانس بالاتر ماسفت بهتر عمل می کند اما جریان زیاد برای آن مناسب نخواهد بود. از IGBT در لامپ های کم مصرف، منبع تغذیه بدون وققه، سیستم های مختلف کنترل کننده دور موتور، اینورتر و مبدل خورشیدی و شارژر باتری استفاده می شود.