绝缘栅双极晶体管（IGBT）的开关速度通常比电力场效应管（Power MOSFET）慢，以下从二者开关过程、结构特性等方面为你详细分析原因：

开关过程对比

• Power MOSFET

• 导通过程：当在栅极施加足够大的正向电压时，栅极下方的半导体表面会迅速形成反型层，形成导电沟道，电子从源极通过沟道流向漏极，实现快速导通。其导通时间主要由栅极电容的充电时间决定，由于栅极电容相对较小，充电速度快，因此导通速度较快。

• 关断过程：当栅极电压降低到阈值电压以下时，反型层消失，导电沟道关闭，电子流动被迅速阻断，实现快速关断。关断时间主要由栅极电容的放电时间决定，同样因为栅极电容小，放电速度快，关断迅速。

• IGBT

• 导通过程：IGBT的导通类似于MOSFET和双极型晶体管的复合过程。首先，栅极电压使MOSFET部分导通，形成电子沟道，电子从发射极流向集电极。然后，这些电子会吸引PNP双极型晶体管的空穴从集电极流向发射极，形成正反馈，使器件完全导通。这个正反馈过程需要一定的时间，导致导通速度相对较慢。

• 关断过程：关断时，栅极电压降低，MOSFET部分的沟道关闭，电子流动停止。但双极型晶体管部分存储的少数载流子（空穴）需要一定的时间来复合和抽出，这个存储效应会导致关断时间延长，使得关断速度比Power MOSFET慢。

结构特性影响

• Power MOSFET：是单极型器件，只有一种载流子（电子或空穴）参与导电。其结构相对简单，没有少数载流子存储效应，因此开关速度快，开关损耗小。

• IGBT：是双极型和单极型器件的复合体，既有MOSFET的高输入阻抗和快速开关特性，又有双极型晶体管的大电流承载能力和低导通压降。然而，双极型晶体管部分的少数载流子存储效应会影响其开关速度。在导通时，少数载流子注入到基区；在关断时，这些少数载流子需要复合或被抽出，这个过程需要时间，从而限制了IGBT的开关速度。

典型参数对比示例

不同应用场景下的选择考量

• Power MOSFET：适用于高频开关应用，如开关电源、高频逆变器、DC - DC变换器等。在这些应用中，要求器件具有快速的开关速度和较低的开关损耗，以提高系统的效率和响应速度。

• IGBT：虽然开关速度相对较慢，但具有高电流承载能力和低导通压降，适用于中低频、大功率应用，如电机驱动、电力传输、大功率逆变器等。在这些应用中，功率等级较高，对开关速度的要求相对较低，而更注重器件的功率处理能力和效率。