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.
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.
تکنولوژی IGBT چیست
IGBT به معنی ترانزیستور دو قطبی با درگاه عایق شده است. این دستگاه یک نیمه هادی است. بسیار بهینه است و شهرت آن بدلیل سوییچینگ پر سرعت آن می باشد. در بسیاری از تجهیزات خانگی مانند یخچال ، استریوهای بسیار پیشرفته، ماشین های الکتریکی و ماشین های با مصرف انرژی بهینه وجود دارد.
مورد کاربرد تکنولوژی IGBT در ماشین های جوشکاری
بطور عمده واحد های جوشکاری ساختار ساده ای دارند ، اما دستگاه های جوشکاری IGBT دارای ساختار درونی پیچیده ای هستند . این ماشین ها می توانند بار بسیار زیاد جوشکاری قوس الکتریکی را هندل کنند . آن ها با عنوان واحد های دستگاه جوش اینورتر نیز شناخته می شوند. از این دستگاه ها در کمپانی های کوچک تا بزرگ استفاده می شود .
نحوه کار دستگاه‌های جوش دارای تکنولوژی IGBT
نحوه کار این نوع ماشین های جوشکاری ها به این صورت است که آن توان مفید را به ولتاژ بالا تبدیل می کنند و سپس آن را در بانک ذخیره کننده ظرفیت ، ذخیره می کنند . سپس این توان توسط کنترل کننده میکرو پروسسور به ترانسفورماتور دوم سوییچ می شود تا جریان مورد نیاز جوشکاری را تولید کند . این یک واحد نمایش دیجیتال است و کار کردن با آن توسط کاربر بسیار راحت است . نمایش دهنده دیجیتال برای یک دستگاه جوش بسیار مفید است . این ماشین های مبتنی بر اینورتر بسیار کاراتر از ماشین های غیر مبتنی بر اینورتر هستند و کنترل بیشتری می توان روی آن ها انجام داد . ساختار دستگاه جوش مبتنی بر IGBT شامل ترانزیستور دو قطبی ، یک دروازه و یک ترانزیستور قدرت است . تمام این موارد سبب کنترل انرژی می شوند
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.
برای اطلاعات بیشتر و خرید دستگاه جوش اینجا را کلیک کنید
مقایسه IGBT با ماسفت
امروزه انواع مختلفی ترانزیستور منبع نیرو مبتنی بر سوییچ (SMPS) وجود دارد . دو نوع از مشهورترین آن ها MOSFET ها و IGBT ها هستند . ماسفت ها به ولتاژ کم ، جریان کم و فرکانس بالای سوییچینگ شهرت دارند . شهرت IGBT ها به دلیل ولتاژ بالا، جریان بالا و فرکانس سوییچینک پایین است .
ممکن است بیاندیشید کدام یکی از وسایل ذکر شده در SMPS ها بهتر کار می کنند؟ جواب این است که استاندارد جهانی برای این سوال وجود ندارد . معلوم نیست کدام یک کارایی بهتری در نوع خاصی از مدار دارند . این معیار در کاربردهای مختلف متفاوت است . فاکتورهای متفاوتی مانند سرعت ، سایز و هزینه در انتخاب گزینه مناسب دخالت دارند
شرایط استفاده از ماسفت
- توان های کمتر از ۵۰۰ وات
- ولتاژهای کمتر از ۵۰۰ 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 ۱۰۰۰ وات و منبع تغذیه سوییچینگ، با سوئیچ سخت با فرکانس بیشتر از ۲۰۰ 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 ۱۰۰ 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
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.
