IGBT vs 파워 MOSFET: 용도별 선택 가이드
둘 다 절연 게이트를 가진 전압 제어형 전력 스위치이지만 전류를 흘리는 방식이 다릅니다. 파워 MOSFET은 한 종류의 캐리어로 전류를 흘리며 저항처럼 동작하므로 저전압과 중간 전압에서 빠르고 효율적입니다. IGBT는 바이폴라 출력단을 더해 소자를 캐리어로 가득 채우므로 고전압, 대전류에서 도통 손실이 낮지만 턴오프가 느립니다. 일반적으로 수백 볼트 이하이거나 고주파에서는 MOSFET, 고전압과 고전력에서는 IGBT를 씁니다.
| 비교 항목 | 파워 MOSFET | IGBT |
|---|---|---|
| 구조 | 유니폴라: 다수 캐리어만 사용하며 MOS 게이트로 제어 | MOS 게이트가 바이폴라 출력단을 구동하므로 전자와 정공이 모두 관여 |
| 대표 전압 범위 | 수 볼트에서 약 900 V(실리콘). SiC MOSFET은 수 kV까지 | 약 600 V에서 수 kV |
| 온 상태 손실 | 저항성(RDS(on)). 정격 전압이 높아질수록 급격히 증가 | 거의 고정된 포화 전압(약 1.5~3 V). 고전압, 대전류에서 손실이 낮음 |
| 스위칭 속도 | 빠름: 수십~수백 kHz 및 그 이상 | 더 느림: 보통 수십 kHz까지 |
| 턴오프 테일 전류 | 없음 | 있음: 저장된 소수 캐리어 때문에 잠시 전류가 계속 흐름 |
| 바디 다이오드 | 내장 | 없음: 패키지에 별도의 역병렬 다이오드를 추가 |
| 병렬 운전 | 쉬움: 온 저항이 온도에 따라 증가하여 전류가 분산됨 | 가능하지만 더 세심한 주의가 필요 |
| 게이트 구동 | 전압 구동이며 스위칭마다 게이트 전하를 공급해야 함 | 전압 구동이며 보통 약 15 V |
| 대표 용도 | 스위칭 전원 공급 장치, DC-DC 컨버터, 충전기, 저전압 모터 구동 | 전기차 인버터(실리콘 IGBT), 산업용 모터 드라이브, 열차, 용접, 전력망 장비 |
수치는 대략적인 자릿수 기준이며, 공정 세대와 제품에 따라 달라져요.