IGBTとMOSFET：どっちが一番か？

この質問の答えは完全にその状況による。それぞれのトランジスターはそれぞれの強みと弱みがあり、それぞれがベストに作動する領域があるのだ。しかしどちらかひとつを選ぶのはそう簡単ではない。

MOSFETは1970年代に開発された。少なくともIGBTが登場する10年も前にだ。そのときのパワートランジスターはバイポーラトランジスターが主流だった。これは一般的にみてもデザインにおいて無視できない欠点であったが、MOSFETの登場で答えが明らかになった。たとえば、バイポーラートランジスターは稼動するのにハイベース電流が必要でそれが電源を切るのを遅くさせていた。

MOSFETは電流でコントロールされるのではなく、電圧でコントロールされるようにデザインされている。オン状態の損失はオン状態の抵抗によりバイポーラートランジスタより低い。MOSFETはボディードレインダイオードだ。この特徴がMOSFETを限られたフリーウィーリング電流に対応させている。

この長所によりMOSFETはすぐに人気のパワースイッチ部品になった。

しかし、このシナリオは初のIGBT製品が登場して変わってた。IGBTはバイポーラートランジスターとMOSFRTを兼ね備えたデザインで、それぞれの長所と固有の欠点も持っていた。MOSFETの特徴である電圧によるコントロールであるにもかかわらず、バイポーラートランジスターの出力スイッチングをもっていた。IGBTは高電力で高スイッチング応用の面で最高の働きをしたのである。

初期のIGBTの欠点はバイポーラートランジスターの特徴でもあった負熱膨張による熱暴走におけるポテンシャルだった。最近の改良ではNPTがある。本質的には、同じ構造を保ちつつ、初期のIGBTに使われていたエピタキシアルよりバルク拡散するシリコンをより多く使うことにしたのだ。

IGBTとMOSFETの違いは主体のコンポーネントを１０００V以上の高圧下でより応用に適用されられるかというところにある。

どちらが一番か選ぶとき妥協点が明確でないとより困難になる。どちちのコンポーネントが２５０Vから１０００Vの間でよりよく稼動するか。それぞれのアプリケーションの素材や長所と短所をよく吟味するべきである。コンポーネントの値段、そのスピード、サイズ、そして熱応力がどちらかを選ぶときに重要である。

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