新能源汽车IGBT模块中MOS管的关键作用

行业背景

随着新能源汽车技术的普及，对电力控制系统IGBT的需要也随之提升，自2020年IGBT全球短缺以来，国产替代IGBT研发制造兴起，目前多数企业依赖外购品牌加部分国产替代方案。今天咱们重点讲讲新能源汽车IGBT中的关键分立器件——MOS管，到底是如何促进IGBT的电力控制。

新能源汽车的IGBT构成

IGBT是新能源汽车电力控制系统的核心，作为一种复合全控型功率半导体器件，是新能源汽车必不可少的一个环节。其内部集成MOSFET栅极结构和BJT输出级，核心元件有IGBT芯片、续流二极管FWD、DBC基板、散热基板等。IGBT有着高耐压、大电流、低损耗、可靠性等性能优势，广泛应用于高电压、大电流的能源转换与控制，其中少不了MOS管的作用。

MOS管在IGBT的应用

MOS管是IGBT的关键组成部分，有电压控制、高频开关、电气隔离三大核心功能，在IGBT里扮演“指挥官&保镖”的角色，详情可见以下内容：

1、遥控开关：栅极控制与电压驱动

IGBT本身能承受高电压和大电流，但是反应慢控制费劲，MOS管栅极加压后导通，可以给内部的BJT双极型晶体管发信号，就可以以微安级电流控制IGBT，实现低功耗驱动和降低整体导通压降（1.5-2.5V）。

2、提速与省电：快速开关与高频特性

MOS管的开关时间反应快（10纳秒级），如变频器快速调速可以让IGBT在10-100kHz频率下工作；MOS导通时，IGBT导通压降降低至1.5-2.5V，比直接用BJT还省电。通过微沟槽技术等方式可优化MOS管结构，能让IGBT关断更快，减少漏电流，降低损耗达20%

3、安全防护：隔离与保护功能

MOS管的氧化层是绝缘材质（如SiO₂），可以提供高输入阻抗（10⁹Ω以上），把低压端的控制电路和IGBT的高压端隔离开来，避免短路漏电。而智能驱动电路一旦检测到MOS管状态过压、过流，就会让MOS管关断，保护IGBT不被烧坏。

MOS管产品选型推荐

MOS管的选择直接影响到IGBT模块的质量把控，在进行MOS管选型需考虑四个关键参数：导通电阻、耐压值、开关速度和性能一致性。因此，合科泰半导体产品选型推荐如下。

应用拓扑图

审核编辑 黄宇