تفاوت دستگاه جوش ماسفت MOSFET و IGBT چیست و کدام برای شما بهتر است؟

تفاوت دستگاه جوش ماسفت MOSFET و IGBT چیست و کدام برای شما بهتر است؟

تفاوت دستگاه جوش ماسفت MOSFET و IGBT همواره یکی از سؤالات متداول در بین خریداران دستگاه جوش به شمار می رود. در تمامی دستگاه جوش ها حداقل یک سوئیچ انتقال قدرت وجود دارد که کارهایی همچون کنترل جریان، تنظیم و کنترل ولتاژ، کنترل توان خروجی دستگاه و هم چنین تمامی عملکردهای مبدل الکتریکی از جمله خاموش و روشن کردن دستگاه را انجام می دهد.

خرید انواع دستگاه جوش
خرید انواع دستگاه جوش

در دستگاه جوش عمدتاً سه نوع ترانزیستور وجود دارد که شامل ترانزیستورهای دو قطبی، ماسفت و آی جی بی تی است. ترانزیستورهای دو قطبی به مدارهای محرک و محافظ نیاز دارند و از سرعت سوئچینگ پایینی برخوردار هستند. به همین دلایل، کمتر برای سوئیچینگ از این ترانزیستورها استفاده می شود.

در ادامه به توضیح ترازیستورهای ماسفت و آی جی بی تی  و تفاوت بین آن ها می پردازیم و به این سؤال که تفاوت دستگاه جوش ماسفت MOSFET و IGBT چیست و کدام برای شما بهتر است؟ پاسخ می دهیم.

MOSFET ماسفت چیست

ماسفت یکی از اعضای خانواده ترانزیستورها به شمار می رود. ماسفت یک ترانزیستور نیمه هادی و مجهز به اثر میدانی رسانا است. این ترانزیستور جزو ترانزیستورهای اثر میدانی قرار می گیرد. در این مدل، کنترل جریان به کمک الکترون های آزاد یا حفره حاصل از میدان الکتریکی صورت می گیرد.

ماسفت برخلاف BJT برای جریان های بالای یک آمپر استفاده می شود. این قطعه از سه پایه به نام های گیت، درین و سورس تشکیل شده است. ماسفت از طریق ولتاژ کنترل می شود و برای روشن شدن دیگر نیاز به جریان ندارند.

حرارت ذاتی این قطعات موجب عملکرد درست و مناسب آنها در محدوده دمایی مختلف می شود. ماسفت سرعت کلیدزنی بالایی دارد و هیچ چیزی به نام جریان دنباله دار در آن وجود ندارد.

MOSFET ماسفت چیست
MOSFET ماسفت چیست

IGBT چیست

igbt یکی دیگر از اعضای خانواده ترانزیستورها است. IGBT مخفف عبارت Insulated Gate Bipolar Transistor به معنای ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق است. در اصل آی جی بی تی یک قطعه نیمه رسانا با سه ترمینال به نام گیت، امیتر و کلکتور است که عملکرد آن مابین ماسفت و ترانزیستور پیوندی دو قطبی است.

igbt یک قطعه جدید در برق قدرت محسوب می شود که از ترکیب دو ترانزیستور ماسفت و BJT تولید شده است. در واقع ولتاژ اشباع پایین BJT، تقویت کننده ورودی و سرعت سوئچینگ بالای مسافت با یکدیگر ترکیب شده اند و یک قطعه پرکاربرد به نام IGBT بوجود آمده است.

IGBT چیست
IGBT چیست

بیشتر بخوانید: تکنولوژی IGBT چیست؟


تفاوت IGBT و ماسفت

در تفاوت دستگاه جوش ماسفت MOSFET و IGBT باید بگوییم این دو قطعه در واقع به منظور یک هدف خاص طراحی و تولید شده اند اما تفاوت هایی نیز دارند. تفاوت این دو ترانزیستور از جنبه های مختلفی بررسی می شود که در ادامه به آن ها می پردازیم:

تفاوت MOSFET و IGBT در عملکرد

یکی از تفاوت های عمده این دو قطعه در نوع عملکرد آن ها است. ماسفت با استفاه از تغییر الکترونیکی عرض کانال، توسط ولتاژ بر روی یک الکترود که بین منبع و تخلیه قرار دارد، کار می کند. ماسفت به کمک یک لایه نازک سیلیکونی عایق می شود و می تواند به دو روش تقویت و تخلیه کار کند.

IGBT در اصل یک نوع ماسفت به شمار می رود که قدرت اتصال دو قطبی را با هر دو ترانزیستور یکپارچه، در یک قطعه سیلیکون کنترل می کند.

تفاوت ماسفت و IGBT در امپدانس ورودی

تفاوت دیگر این دو قطعه در امپدانس ورودی آن ها است. IGBT یک دستگاه دو قطبی همراه با ولتاژ کنترل شده است. امپدانس ورودی این قطعه بسیار بالا است و هم چنین قابلیت کنترل جریان زیاد را نیز دارد.

ماسفت ها به علت لایه جداسازی که بین دروازه و کانال دارند، دیگر به هیچ ورودی برای کنترل جریان بار ندارند. این موضوع باعث ایجاد مقاومت آن ها در دروازه می شود.

تفاوت آی جی بی تی و ماسفت در مقاومت

به طور کلی ماسفت ها بیش تر در معرض تخلیه الکترواستاتیکی قرار دارند. امپدانس ورودی بالای ماسفت، مانع از تخلیه شارژ به صورت کنترل شده می شود. هم چنین اضافات عایق اکسید سیلیکونی، ظرفیت دروازه را کاهش می دهد که باعث آسیب دیدن سنسورها در برابر ولتاژ بسیار بالا می شود.

آسیب دیدن سنسورها رفته رفته منجر به آسیب دیدن اجزای داخلی می شود. در حالی که IGBT در برابر اضافه بار و افزایش ولتاژ بسیار مناسب است.

تفاوت دستگاه جوش ماسفت MOSFET و IGBT
تفاوت دستگاه جوش ماسفت MOSFET و IGBT

بیشتر بخوانید: معرفی بهترین برند دستگاه جوش اینورتر موجود در بازار


شرایط استفاده از ماسفت

  • توان های کمتر از 500 وات
  • ولتاژهای کمتر از 500 ولت
  • جریان های بالای یک آمپر
  • تغییرات زیاد بار ورودی
  • دیوتی سایکل های بزرگ

مزایای دستگاه جوش ماسفت

  • قیمت پایین تر
  • موجود و در دسترس بودن قطعات یدکی
  • هزینه تعمیرات کمتر
  • شباهت داخل اکثر دستگاه جوش های ماسفت به یکدیگر

معایب دستگاه جوش ماسفت

  • هزینه تولید دستگاه جوش ماسفت بالا است.
  • وزن بالا و حمل نقل سخت تر
  • تعداد قطعات بیش تر
  • مجهز به کیس بزرگ تر و بزرگ بودن ابعاد دستگاه

کاربرد ماسفت

  • ماسفت به طور گسترده در دستگاه های الکترونیکی جهت تقویت و تعویض سیگنال های الکترونیکی استفاده می شود.
  • از ماسفت برای کاربردهای مخالف با صدای زیاد استفاده می شود.
  • به دلیل کاربرد و دسترسی بالای این قطعه، از آن در مدارهای آنالوگ و دیجیتال استفاده می شود.
  • در تقویت کننده های کلاس D از این قطعه استفاده می شود.
  • این قطعه در منابع تغذیه حالت سوئیچ استفاده می شود. (منبع تغذیه سوئیچینگ با سوئیچ ZVS با توان کمتر از 1000 وات و منبع تغذیه سوییچینگ، با سوئیچ سخت با فرکانس بیشتر از 200 کیلو هرتز)

مزایای استفاده از IGBT

  • تقویت کننده ورودی بالا
  • افت ولتاژ کم
  • سهولت در راه اندازی نسبت به ترانزیستورهای دیگر
  • تعویض سریع و راندمان بالا
  • وزن کم تر نسبت به ترانزیستورهای دیگر و حمل و نقل آسان تر
  • می توان از این قطعه برای روشنایی کم توان با فرکانس کم تر از 100 کیلو هرتز نیز استفاده کرد.
  • کار کردن در ولتاژ بالا
  • مقاوت کم در زمان روشن بودن
  • قابلیت کار در جریان های بسیار زیاد به دلیل وجود قطعات موازی
  • کاهش آلودگی صوتی و صدا
  • نفوذ جوش بیش تر و افزایش کیفیت جوش

معایب استفاده از IGBT

  • هزینه تعمیری این قطعه بالاست و اگر دچار مشکل بشود، به ناچار باید تعدادی از این قطعات تعویض شود.
  • قیمت بالاتر نسبت به ترانزیستورهای دیگر
  • این قطعات باید به صورت ردیفی و در کنار هم بر روی برد نصب شوند.
  • در این ترانزستورها امکان قفل شوندگی وجود دارد که این موضوع باعث بالا رفتن جریان بیشتر از حد مجاز و پراکندگی توان دستگاه می شود.

کاربرد IGBT

  • در موتورهای دینامی، موتورهای القایی و سیم پیچ به منظور هدایت بار
  • عوض کردن آمپلی در سیستم های صوتی مخالف
  • سیستم های کنترل صنعتی
  • به عنوان منبع تغذیه در وسایل و کارهایی مثل تهویه هوا، اتومبیل برقی، بالاست لامپ، یخچال های سرعت متغیر و درایوهای فرکانس متغیر
کاربرد IGBT
کاربرد IGBT

بیشتر بخوانید: تفاوت اینورتر با دستگاه جوش | تفاوت دستگاه جوش قدیمی و دستگاه جوش اینورتر


دستگاه جوش ماسفت یا IGBT

در بررسی تفاوت دستگاه جوش ماسفت MOSFET و IGBT لازم است بگوییم هر دو دستگاه دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. IGBT مجهز به ساختار پیچیده تری است. به همین دلیل بسیاری از تولیدکنندگان ترغیب می شوند که بجای آی جی بی تی، به تولید ماسفت بپردازند.

در واقع هر دو دستگاه شبیه به هم عمل می کنند. ماسفت در فرکانس بالا عملکرد فوق العاده مناسبی دارد اما برای کار با جریان های بالا مناسب نیست و  در این حالت IGBT انتخاب مناسب تری است.

کاربران می توانند نظرات، سؤالات و تجربیات خود را برای آگاهی خود و کاربران دیگر در زیر این مقاله درج نمایند.


بیشتر بخوانید: راهنمای خرید انواع دستگاه جوش و اینورتر جوشکاری