IGBT（絕緣柵雙極晶體管）速度比電力場效應管（MOSFET）慢，主要源于其內部結構、工作原理以及載流子運動特性等方面的差異，以下為你詳細介紹：

內部結構與載流子特性差異

• MOSFET

• 結構與載流子：MOSFET是單極型器件，僅依靠一種載流子（N溝道MOSFET為電子，P溝道MOSFET為空穴）導電。其結構相對簡單，柵極與溝道之間僅有一層很薄的氧化層絕緣，沒有其他復雜的摻雜區域。

• 速度優勢：由于僅涉及一種載流子，在開關過程中，載流子的注入和抽取過程相對簡單直接。柵極電壓變化時，能迅速改變溝道中載流子的分布，實現快速的導通和關斷。例如，在高頻開關電源中，MOSFET可以快速響應控制信號，在納秒級別完成開關動作，從而滿足高頻開關的需求。

• IGBT

• 結構與載流子：IGBT是雙極型和單極型混合器件，結合了MOSFET和雙極型晶體管（BJT）的特點。它既有MOSFET的柵極結構，又有BJT的PNPN四層結構。在導通時，不僅有MOSFET中的多數載流子（電子）運動，還有BJT中的少數載流子（空穴）注入到N基區。

• 速度劣勢：關斷時，需要抽出N基區中存儲的大量少數載流子，這個過程需要一定的時間，就像一個裝滿水的容器要把水放干凈需要一定時間一樣。而且，IGBT的內部結構比MOSFET復雜，電荷分布和傳輸路徑更長，進一步影響了開關速度，其開關時間通常在微秒級別。

開關過程中的物理過程差異

• MOSFET

• 導通過程：當柵極施加正電壓時，會在氧化層下方形成反型層，即導電溝道，電子從源極通過溝道流向漏極，實現導通。這個過程主要是電場的作用，響應速度非常快。

• 關斷過程：柵極電壓降低或為零時，反型層消失，溝道關閉，電子流動停止。由于沒有少數載流子的存儲和復合過程，關斷速度也很快。

• IGBT

• 導通過程：柵極施加正電壓使MOSFET部分導通后，為BJT部分提供了基極電流，促使BJT部分也導通。此時，N基區會積累大量的少數載流子（空穴），這些載流子有助于降低器件的通態壓降，提高導通能力。

• 關斷過程：柵極電壓降低使MOSFET部分截止后，BJT部分的基極電流被切斷，但N基區中存儲的少數載流子不會立即消失，它們需要通過復合過程逐漸減少。這個復合過程需要一定的時間，導致IGBT的關斷速度較慢。

寄生參數影響差異

• MOSFET

• 寄生電容：MOSFET的寄生電容相對較小，主要包括柵源電容（Cgs）、柵漏電容（Cgd）和漏源電容（Cds）。在開關過程中，對這些寄生電容的充放電時間較短，對開關速度的影響較小。

• 寄生電感：其寄生電感也較小，不會在開關過程中產生明顯的電壓尖峰和振蕩，有利于提高開關速度和穩定性。

• IGBT

• 寄生電容：IGBT的寄生電容比MOSFET大，尤其是米勒電容（Cgc，即柵極 - 集電極電容）。在開關過程中，米勒電容的充放電會延長開關時間，并且可能導致柵極電壓的振蕩，影響開關的穩定性和速度。

• 寄生電感：IGBT模塊中存在較多的引線和連接部件，寄生電感相對較大。在開關瞬間，寄生電感會產生較大的電壓尖峰，不僅會增加開關損耗，還可能對器件造成損壞，同時也限制了開關速度的提升。