Power electronics digital notes b. Tech III year

Figure: 1. 35. Symbol of MOSFET 

---

42 | 
P a g e
Figure: 1. 36. Structure of MOSFET 
Basic circuit diagram and output characteristics of an n-channel enhancement power MOSFET with load 
connected are in Fig. 37 and Fig. 38 respectively. 
Figure: 1. 37. Basic circuit diagram of n-channel enhancement power MOSFET 
Drift region shown in Fig. 37 determines the voltage-blocking capability of the MOSFET. 
When V
GS 
= 0, 
⇒
V
DD
makes it reverse biased and no current flows from drain to source. 

---

43 | 
P a g e
When V
GS 
> 0, 
⇒
Electrons form the current path as shown in Fig. 37. Thus, current from the drain to the source 
flows. Now, if we will increase the gate-to-source voltage, drain current will also increase. 
Figure: 1. 38. Output characteristics of an n-channel enhancement power MOSFET
For lower value of V
DS
, MOSFET works in a linear region where it has a constant resistance equal to 
V
DS 
/ I
D
. For a fixed value of V
GS
and greater than threshold voltage V
TH
, MOSFET enters a saturation 
region where the value of the drain current has a fixed value. 
Besides the output characteristics curves, transfer characteristics of power MOSFET is also shown in 
Fig. 39. 
Figure: 1. 39. Transfer characteristics of an n-channel enhancement power MOSFET

---

44 | 
P a g e
Insulated-Gate Bipolar Transistor (IGBT)
IGBT combines the physics of both BJT and power MOSFET to gain the advantages of both worlds. It 
is controlled by the gate voltage. It has the high input impedance like a power MOSFET and has low 
on-state power loss as in case of BJT. There is no even secondary breakdown and not have long 
switching time as in case of BJT. It has better conduction characteristics as compared to MOSFET due 
to bipolar nature. It has no body diode as in case of MOSFET but this can be seen as an advantage to 
use external fast recovery diode for specific applications. They are replacing the MOSFET for most of 
the high voltage applications with less conduction losses. Its physical cross-sectional structural 
diagram and equivalent circuit diagram is presented in Fig. 40 to Fig. 41. It has three terminals called 
collector, emitter and gate.