IGBT（绝缘栅双极晶体管）速度比电力场效应管（MOSFET）慢，主要源于其内部结构、工作原理以及载流子运动特性等方面的差异，以下为你详细介绍：

内部结构与载流子特性差异

• MOSFET

• 结构与载流子：MOSFET是单极型器件，仅依靠一种载流子（N沟道MOSFET为电子，P沟道MOSFET为空穴）导电。其结构相对简单，栅极与沟道之间仅有一层很薄的氧化层绝缘，没有其他复杂的掺杂区域。

• 速度优势：由于仅涉及一种载流子，在开关过程中，载流子的注入和抽取过程相对简单直接。栅极电压变化时，能迅速改变沟道中载流子的分布，实现快速的导通和关断。例如，在高频开关电源中，MOSFET可以快速响应控制信号，在纳秒级别完成开关动作，从而满足高频开关的需求。

• IGBT

• 结构与载流子：IGBT是双极型和单极型混合器件，结合了MOSFET和双极型晶体管（BJT）的特点。它既有MOSFET的栅极结构，又有BJT的PNPN四层结构。在导通时，不仅有MOSFET中的多数载流子（电子）运动，还有BJT中的少数载流子（空穴）注入到N基区。

• 速度劣势：关断时，需要抽出N基区中存储的大量少数载流子，这个过程需要一定的时间，就像一个装满水的容器要把水放干净需要一定时间一样。而且，IGBT的内部结构比MOSFET复杂，电荷分布和传输路径更长，进一步影响了开关速度，其开关时间通常在微秒级别。

开关过程中的物理过程差异

• MOSFET

• 导通过程：当栅极施加正电压时，会在氧化层下方形成反型层，即导电沟道，电子从源极通过沟道流向漏极，实现导通。这个过程主要是电场的作用，响应速度非常快。

• 关断过程：栅极电压降低或为零时，反型层消失，沟道关闭，电子流动停止。由于没有少数载流子的存储和复合过程，关断速度也很快。

• IGBT

• 导通过程：栅极施加正电压使MOSFET部分导通后，为BJT部分提供了基极电流，促使BJT部分也导通。此时，N基区会积累大量的少数载流子（空穴），这些载流子有助于降低器件的通态压降，提高导通能力。

• 关断过程：栅极电压降低使MOSFET部分截止后，BJT部分的基极电流被切断，但N基区中存储的少数载流子不会立即消失，它们需要通过复合过程逐渐减少。这个复合过程需要一定的时间，导致IGBT的关断速度较慢。

寄生参数影响差异

• MOSFET

• 寄生电容：MOSFET的寄生电容相对较小，主要包括栅源电容（Cgs）、栅漏电容（Cgd）和漏源电容（Cds）。在开关过程中，对这些寄生电容的充放电时间较短，对开关速度的影响较小。

• 寄生电感：其寄生电感也较小，不会在开关过程中产生明显的电压尖峰和振荡，有利于提高开关速度和稳定性。

• IGBT

• 寄生电容：IGBT的寄生电容比MOSFET大，尤其是米勒电容（Cgc，即栅极 - 集电极电容）。在开关过程中，米勒电容的充放电会延长开关时间，并且可能导致栅极电压的振荡，影响开关的稳定性和速度。

• 寄生电感：IGBT模块中存在较多的引线和连接部件，寄生电感相对较大。在开关瞬间，寄生电感会产生较大的电压尖峰，不仅会增加开关损耗，还可能对器件造成损坏，同时也限制了开关速度的提升。