Phân biệt IGBT và MOSFET – Loại nào phù hợp cho mạch bạn đang thiết kế?

Thứ Sáu, 09/05/2025 Huỳnh Chí Diễn

Nội dung bài viết

⚔️ Phân biệt IGBT và MOSFET – Loại nào phù hợp cho mạch bạn đang thiết kế?

Mở bài: Cuộc đối đầu định mệnh – IGBT vs MOSFET

Khi bắt tay thiết kế một mạch công suất, câu hỏi đầu tiên thường không phải là chọn IC gì, tụ gì – mà là:
👉 Dùng IGBT hay MOSFET?

Cả hai đều là “chiến binh chủ lực” trong thế giới chuyển mạch điện tử công suất cao. Nhưng chọn sai linh kiện có thể khiến mạch không đạt hiệu suất, hoặc tệ hơn là nổ mạch, cháy bo.

Bài viết này sẽ giúp bạn:

Hiểu rõ sự khác biệt giữa IGBT và MOSFET
So sánh đặc điểm kỹ thuật, cấu tạo, ứng dụng thực tế
Đưa ra gợi ý chọn linh kiện phù hợp với từng mạch

1. Tóm tắt định nghĩa: IGBT và MOSFET là ai?

🔧 MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)

Transistor hiệu ứng trường – điều khiển bằng điện áp tại Gate.
Có hai loại: kênh N (thường dùng) và kênh P.
Tốc độ đóng cắt rất cao, phù hợp mạch tần số cao.

🔧 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)

Kết hợp MOSFET ở tầng điều khiển, BJT ở tầng công suất.
Điều khiển như MOSFET, nhưng dẫn dòng khỏe như BJT.
Ưu tiên dùng trong mạch công suất lớn, tần số trung bình.

Từ khoá: phân biệt IGBT và MOSFET, IGBT là gì, MOSFET là gì

2. Bảng so sánh tổng quát – Hiểu ngay trong 30 giây

Tiêu chí	MOSFET	IGBT
Loại linh kiện	Transistor hiệu ứng trường	Transistor lưỡng cực có cổng cách ly
Điều khiển	Bằng điện áp	Bằng điện áp
Dòng dẫn (current)	Trung bình – cao	Rất cao
Điện áp chịu đựng	Thường < 600V	Từ 600V – 1600V trở lên
Tốc độ đóng cắt	Rất nhanh (lên đến MHz)	Trung bình (~20-50kHz)
Tổn hao khi đóng/ngắt	Thấp ở tần số cao	Cao hơn nếu chạy quá nhanh
Kích thước vật lý	Nhỏ gọn hơn IGBT	Lớn hơn, thường có tản nhiệt
Ứng dụng phổ biến	DC-DC converter, mạch xung	Biến tần, UPS, bếp từ, xe điện

3. Ưu – nhược điểm của từng loại linh kiện

✅ MOSFET – Tốc độ, độ chính xác và hiệu suất cao

Ưu điểm:

Tốc độ đóng ngắt siêu nhanh – thích hợp PWM tần số cao.
Tổn hao chuyển mạch thấp – tăng hiệu suất tổng thể.
Hoạt động tốt với điện áp trung bình (12V – 100V).

Nhược điểm:

Không chịu được điện áp cao (>600V)
Chi phí cao nếu dùng cho dòng lớn

Thích hợp cho: DC-DC converter, LED driver, điều khiển động cơ nhỏ

✅ IGBT – Cân tất dòng lớn, điện áp cao

Ưu điểm:

Dẫn dòng mạnh mẽ – từ vài chục đến hàng trăm ampere.
Chịu được điện áp cao – rất phù hợp cho tải nặng.
Điều khiển dễ như MOSFET, nhưng mạnh như BJT.

Nhược điểm:

Không phù hợp cho mạch tần số cao (>50kHz)
Cần tản nhiệt kỹ – tổn hao lớn nếu sai thiết kế

Thích hợp cho: biến tần công suất lớn, inverter điện mặt trời, bếp từ, UPS, xe điện

4. Ứng dụng thực tế – Nên dùng gì trong từng trường hợp?

🔋 1. Mạch nguồn xung công suất thấp (<100W)

Chọn MOSFET → nhỏ gọn, hiệu quả, ít tổn hao.

☀️ 2. Inverter điện mặt trời 3kW – 10kW

Chọn IGBT → chịu dòng mạnh, ổn định điện áp cao.

🧼 3. Bếp từ gia dụng

IGBT là tiêu chuẩn → tần số 20-40kHz, tải công suất lớn.

🚗 4. Bộ điều khiển xe điện

MOSFET cho bánh xe nhỏ
IGBT cho mô-tơ chính, tải nặng

💡 5. Điều khiển LED công nghiệp

MOSFET → điều khiển chính xác, chống flicker, tiết kiệm điện.

Từ khoá: ứng dụng IGBT, MOSFET dùng khi nào, mạch nào cần IGBT

5. Hướng dẫn chọn linh kiện theo nhu cầu

✅ Dựa vào thông số thiết kế:

Điện áp hoạt động: Nếu >400V → ưu tiên IGBT
Dòng tải: Nếu >10A → cân nhắc IGBT hoặc MOSFET to
Tần số chuyển mạch: Nếu >100kHz → bắt buộc dùng MOSFET
Không gian bo mạch: MOSFET thường gọn hơn IGBT

📐 Mẹo chọn nhanh:

“Tần số cao – chọn MOSFET
Dòng lớn, áp cao – chọn IGBT
Muốn tiết kiệm điện – chọn đúng linh kiện!”

6. Lưu ý khi thay thế linh kiện

Không thay MOSFET bằng IGBT nếu mạch chạy >100kHz
Không thay IGBT bằng MOSFET trong mạch biến tần >500V
Luôn kiểm tra datasheet kỹ: dòng max (Ic hoặc Id), điện áp (Vce hoặc Vds), thời gian trễ (trr, ton)

7. Trích dẫn thực tế từ dân kỹ thuật

"Hồi đó, tôi từng thay con IRG4PC50 bằng một con MOSFET IRF540. Cắm vào là chạy... được 5 giây rồi nổ như pháo. Lúc đó mới hiểu: MOSFET nhanh, nhưng không gánh nổi dòng bếp từ!"

8. Kết luận – Chọn đúng linh kiện, tối ưu cả hệ thống

MOSFET và IGBT đều là “võ sĩ hạng nặng” trong thế giới linh kiện công suất cao. Nhưng giống như mỗi võ sĩ có sở trường riêng, mỗi loại transistor cũng phù hợp với những “võ đài” khác nhau.

MOSFET: nhỏ – nhanh – chính xác
IGBT: mạnh – bền – gánh được dòng lớn

Chọn sai là trả giá bằng hiệu suất kém, nhiệt độ tăng, thậm chí cháy linh kiện. Nhưng chọn đúng, bạn sẽ thấy mạch chạy mát, bền và hiệu quả – chính là mục tiêu tối thượng của mọi người làm kỹ thuật.

📘 Bài tiếp theo trong chuỗi kỹ thuật công suất:

🧠 SCR – Linh kiện điều khiển AC “già mà gân” ít ai hiểu đúng