器件类型之间的差异：IGBT、MOSFET 和 JFET
晶体管的类型是下一个关键因素。大多数情况下，导通损耗是需要面临的最大设计挑战。为了满足系统的热要求，应最大限度地减少导通损耗。一些系统采用液体冷却，而其他系统可能使用强制风冷或依靠自然对流。除了大限度地减少导通损耗之外，还必须将压降保持在最低水平，以便最大限度地提高所有工作点（包括轻载条件）的效率。这对于电池供电系统尤为重要。许多系统（包括直流系统）中还有一个重要因素，即电流都是双向的。通常需要兼具低导通损耗、低压降和反向导通能力的晶体管。可以考虑的晶体管通常包括 IGBT、MOSFET 和 JFET。尽管 IGBT 在峰值负载电流下的导通损耗与 MOSFET 相当，但一旦负载电流减小，基于IGBT 的解决方案就会变得效率低下。这是因为压降由两部分组成：一部分压降接近恒定，与集电极电流无关；另一部分压降与集电极电流成正比。使用 MOSFET 时，压降与源电流成正比。它没有 IGBT 的开销，这使得所有工作点（包括轻载条件）都能实现高效率。MOSFET 允许第一象限和第三象限的通道导通，这意味着电流可以正向和反向流过器件。MOSFET 在第三象限工作有一个额外的好处，即其导通电阻通常比在第一象限略低。而 IGBT 仅在第一象限导通电流，并且需要通过反并联二极管来实现反向电流导通。JFET 是一种旧技术，但目前正在复兴，它既可以正向导通也可以反向导通，并且与 MOSFET 一样，其压降与漏极电流成正比。JFET 与 MOSFET 的不同之处在于它是一种耗尽型器件。也就是说，JFET 属于常开器件，需要通过栅极偏置来抑制电流的流动。这给设计人员在考虑系统故障条件时带来了挑战。作为一种变通方法，可以使用包括串联低电压硅 MOSFET 的共源共栅配置来实现常闭器件。串联硅器件的加入增加了复杂度，进而削弱了JFET 在高电流应用中的一些优势。SiC MOSFET 属于常闭器件，兼具许多系统中所需的低电阻和可控性。
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