MOSFET靠什么进军IGBT的应用领域？

一步复杂，因为它们提供了比硅MOSFET更高的性能（更快的开关速度、更低的损耗），但单位成本显著更高。今天，在上述的IGBT和MOSFET技术的许多演变后，这种交叉涉及到工作电压高于250V、开关频率在10kHz和200kHz之间，并且功率超过500W的应用，如图4和5所示。

图4：MOSFET和IGBT的功能优势点

图5：IGBT和MOSFET的典型效率&电流积

MOSFET的结构包括一个二极管，非常适用于处理续流电流。在电压低于200V 的MOSFET中，如意法半导体的STM F7系列、飞兆半导体的Power Trench系列、恩智浦半导体的PowerMOS Trench 9 和Trench系列，以及Vishay的第四代系列，它们集成的二极管开关速度非常快。为了实现与IGBT相同的功能，设计者必须指定一个"共同封装IGBT"- 即在单个封装里集成分立式快速二极管和IGBT，这是比标准MOSFET更大、更昂贵的解决方案。

在工作电压高于500V的应用中，选择变得更加复杂：因为超级结（SJ）MOSFET的开发针对工作电压超过500V的高压系统，如意法半导体的MDmesh II、MDmesh V、FDmesh II和SuperMESH 5系列，飞兆半导体的SuperFet II、Easy Drive、Fast和Fast Recovery (FRFET)系列，以及Vishay的E和EF系列。与普通MOSFET相比，SJ MOSFET能在更高电压范围内用作"共同封装IGBT"的替代产品。问题是，SJ MOSFET的内部体二极管本质上比IGBT的普通FRED共同封装超快二极管慢。

在必要时，例如在半桥相移拓扑结构中，可以选择包括相对较快的体二极管的特殊SJ MOSFET。每个大型MOSFET制造商都提供了这些特殊的高速SJ MOSFET，如意法半导体的FDmesh II或飞兆半导体的SuperFET II系列，但即使是这些器件，也永远无法与标准IGBT中的超快二极管一样快。

在高电压下，SJ MOSFET适用于相对较低的功率输出。当工作于600V以上并产生高功率输出时，IGBT仍然是唯一的选择。这是因为IGBT的饱和电压在整个电流范围内几乎是恒定的，而MOSFET的导通电阻造成的电压降会随着电流的增加而升高。因此，在高功率水平下，IGBT的导通损耗明显低于MOSFET。

在电压低于600V且具有相对较低的功率输出的条件下，MOSFET支持比IGBT更高的开关速度，提供更高的效率，使其成为比以往更可行的选择。不过，当然，在考虑了所有性能参数之后，最重要的工程参数可能会决定最终选择，该参数无疑是单位成本。