aiMOOC

Analoge Elektronik und Leistungselektronik – MOSFET und IGBT im Überblick unterscheiden

QR-Code

Analoge Elektronik und Leistungselektronik – MOSFET und IGBT im Überblick unterscheiden

Lernkurs für die Berufsausbildung | Dauer: 70–90 Minuten

Thema: Schaltleistung, Schaltverluste und Einsatzgebiete von MOSFET und IGBT.

Lernziele: Du kannst beide Leistungstransistoren anhand ihrer Schaltzeichen unterscheiden, Signalverläufe erklären, einfache Verlustleistungen berechnen und für einen Ausbildungsfall eine begründete Bauteilentscheidung treffen.

Lernweg: Sechs kurze Lerneinheiten → virtueller Ausbildungsfall → gestufte Aufgaben → Lernkontrolle.

Einleitung

Leistungselektronik steuert elektrische Energie mithilfe elektronischer Schalter. Besonders wichtig sind der Leistungs-MOSFET und der IGBT.

Beide besitzen einen isolierten Gate-Anschluss, unterscheiden sich aber im Leitverhalten und in den Schaltverlusten.

Sicherheit: Alle Schaltungsversuche dieses Kurses erfolgen ausschließlich virtuell. Alternativ dürfen nur geeignete, berührungssichere und nach Gefährdungsbeurteilung freigegebene Schulungsmodelle eingesetzt werden. Reale Elektroarbeiten sind entsprechend qualifizierten und beauftragten Personen im Rahmen der geltenden Aufsichts- und Sicherheitsregeln vorbehalten. Quiz- und Simulationsergebnisse sind niemals eine Arbeits- oder Sicherheitsfreigabe.

Lerneinheit 1: Zwei Leistungsschalter erkennen

Lernzeit: 5 Minuten

MOSFET

Abbildung: Leistungs-MOSFET im TO-220-Gehäuse.

Schaltzeichen: N- und P-Kanal-MOSFET.

Anschlüsse:

Gate (G): Steuerelektrode
Drain (D): Laststromanschluss
Source (S): Laststromanschluss

Ein Leistungs-MOSFET wird durch die Spannung zwischen Gate und Source gesteuert.

IGBT

Abbildung: IGBT-Leistungsmodul.

Schaltzeichen: IGBT.

Anschlüsse:

Gate (G): Steuerelektrode
Collector (C): Laststromanschluss
Emitter (E): Laststromanschluss

Der IGBT verbindet eine MOS-Gate-Steuerung mit bipolarer Stromleitung.

Direktvergleich

Eigenschaft	MOSFET	IGBT
Anschlüsse	G, D, S	G, C, E
Steuergröße	Gate-Source-Spannung	Gate-Emitter-Spannung
Leitverluste	Durchlasswiderstand RDS(on)	Durchlassspannung VCE(sat)
Schaltverhalten	Meist schneller	Häufig größere Abschaltverluste
Typische Anwendungen	DC/DC-Wandler, Niederspannungsantriebe	Industrieumrichter, größere Antriebe

Merke: Dies sind typische Einsatzschwerpunkte, keine festen technischen Grenzen. Hochspannungs-MOSFETs, besonders SiC-MOSFETs, können ebenfalls in anspruchsvollen Umrichtern eingesetzt werden.

Lerneinheit 2: Gate und Schaltverhalten

Lernzeit: 7 Minuten

MOSFET: Steuerung über Gate und Source

Abbildung: Vereinfachtes Ersatzschaltbild mit parasitären Kapazitäten und Body-Diode.

Ein MOSFET schaltet abhängig von seiner Gate-Source-Spannung UGS.

Wichtig: Die Gate-Schwellspannung bedeutet nur, dass unter definierten Messbedingungen ein kleiner Drainstrom einsetzt. Sie garantiert keinen vollständig durchgeschalteten Leistungstransistor.

Beim Schalten müssen Gatekapazitäten umgeladen werden. Dafür wird häufig ein Gate-Treiber verwendet.

IGBT: MOS-Steuerung und bipolare Stromleitung

Abbildung: Prinzipschaltung des IGBT.

Beim IGBT steuert die Gate-Emitter-Spannung UGE den Strom zwischen Kollektor und Emitter.

Durch gespeicherte Ladungsträger kann beim Abschalten ein Nachlaufstrom (Tail Current) entstehen.

IGBT: schematisches Ausschalten

UGE     ─────────┐
                 └──────────

IC      ─────────╲
                   ╲___...__
                       Tail

UCE     _________╱──────────

Zeit ───────────────────────→

Merke: Ein Tailstrom kann die Abschaltenergie erhöhen. Sein genauer Verlauf hängt vom Bauteil und vom Betriebspunkt ab.

Video: Infineon – Master MOSFET Basics in Under 15 Minutes! (englisch).

Lerneinheit 3: PWM und Schaltverluste

Lernzeit: 8 Minuten

Pulsweitenmodulation

Animation: Veränderung des Tastgrads.

PWM schaltet einen Leistungstransistor periodisch ein und aus.

Tastgrad D = Einschaltzeit / Periodendauer

PWM: idealisierter Gate-Verlauf

EIN       ┌──────┐      ┌──────┐
          │      │      │      │
AUS  ─────┘      └──────┘      └──────

          |<------ T ------>|
          |<- ton ->|

Zeit ──────────────────────────────→

Beispiel bei 20 kHz:

Periodendauer T = 50 µs

Bei 60 % Tastgrad beträgt die Einschaltzeit 30 µs.

Zwei Arten von Verlusten

1. Durchlassverluste: Der eingeschaltete Transistor erwärmt sich durch Strom und Spannungsabfall.

2. Schaltverluste: Beim Ein- und Ausschalten überlappen zeitweise Strom und Spannung.

Für einfache Näherungen gilt:

MOSFET	IGBT
P_leit ≈ I² · RDS(on) · D	P_leit ≈ VCE(sat) · I · D

Für die Schaltverlustleistung gilt näherungsweise:

P_schalt ≈ (Eon + Eoff) · f

Eon und Eoff sind die Schaltenergien pro Schaltvorgang, f ist die Schaltfrequenz.

Achtung: Die Formeln dienen dem Vergleich. Tatsächliche Berechnungen berücksichtigen Stromverläufe, Temperaturen, Gate-Treiber, Dioden und weitere Verluste.

Typische Kennlinie eines IGBT

Abbildung: Modellhafte, nicht bauteilspezifische Strom-Spannungs-Kennlinien eines IGBT.

Bildauftrag: Beschreibe, wie sich die Kollektor-Emitter-Spannung bei wachsendem Strom verhält.

Video: Insulated Gate Bipolar Transistor – IGBT vs MOSFET (englisch).

Lerneinheit 4: Stromlaufbild und Freilaufdiode

Lernzeit: 8 Minuten

Virtuelle Beispielschaltung

Aufgabe: Ein induktives Magnetventil soll über einen N-Kanal-MOSFET geschaltet werden.

   FUNKTIONSSKIZZE – NUR SIMULATION

  +24 V ────────+──────────────────+
                |                  |
             [Spule]             (K)
                |             [Diode]
                +── Schaltknoten ─(A)
                |
             Drain
            [MOSFET]
PWM/Treiber → Gate
             Source
                |
               0 V

K ist die Kathode, A die Anode der Freilaufdiode.

Das Stromlaufbild zeigt ausschließlich das Funktionsprinzip. Gate-Beschaltung, Schutzmaßnahmen und weitere konstruktive Anforderungen sind nicht vollständig dargestellt. Es ist kein freigegebener Aufbauplan.

Beim Ausschalten benötigt die Spule einen geeigneten Strompfad. Die Freilaufdiode begrenzt die induktive Spannungsspitze.

Vergleich: ohne und mit Schutzdiode

Abbildung: Schaltungsmodell ohne wirksame Freilaufdiode.

Abbildung: Strompfad mit Freilaufdiode.

Abbildung: Vereinfachtes Stromlaufbild eines induktiven Lastkreises mit Diode.

Merke: Ein üblicher N-Kanal-Leistungs-MOSFET besitzt eine Body-Diode. Sie ersetzt in dieser Low-Side-Beispielschaltung nicht automatisch die dargestellte Freilaufdiode. Ein IGBT besitzt keine unmittelbar vergleichbare intrinsische Body-Diode; Module können eine separate antiparallele Diode integrieren.

Lerneinheit 5: Ausbildungsfall – Magnetventil steuern

Lernzeit: 10 Minuten

Der Auftrag

Ein Ausbildungsbetrieb plant eine PWM-Steuerung für ein Gleichstrom-Magnetventil. Du sollst am virtuellen Modell entscheiden, ob ein MOSFET oder ein IGBT für die Schaltfunktion günstiger ist.

Vorgabe	Wert
Versorgung	24 V Gleichspannung, ausschließlich simuliert
Strom während der Einschaltzeit	2 A, vereinfachter Vergleichswert
PWM-Frequenz	20 kHz
Tastgrad	60 %
MOSFET-Durchlasswiderstand	0,05 Ohm, angenommener Wert
IGBT-Durchlassspannung	1,5 V, angenommener Wert

Hinweis: Die Vergleichswerte sind didaktische Annahmen, keine Datenblattangaben eines bestimmten Bauteils. Das Spulenverhalten wird für diese Rechnung vereinfacht.

Aufgabe A: Basis – Bauteile unterscheiden

Auftrag: Nenne die Anschlüsse beider Transistoren und erkläre den wichtigsten Unterschied beim Leitverlust.

Hilfe 1: Suche nach D, S, C und E in den Schaltzeichen.

Hilfe 2: Vergleiche Widerstand und Durchlassspannung.

Feedback mit Begründung: MOSFET: G, D, S und Leitverluste über RDS(on). IGBT: G, C, E und Leitverluste über VCE(sat). Die beiden Bauteile dürfen deshalb nicht allein anhand eines Nennstromwerts verglichen werden.

Aufgabe B: Anwendung – Verlustleistung berechnen

Auftrag: Berechne die näherungsweisen Durchlassverluste beider Bauteile.

Hilfe 1: Verwende die Formeln aus Lerneinheit 3.

Hilfe 2: Setze den Tastgrad als Dezimalwert 0,6 ein.

Hilfe 3: Für den MOSFET rechnest Du 2² · 0,05 · 0,6.

Begründetes Feedback:

MOSFET: P_leit ≈ 0,12 W.

IGBT: P_leit ≈ 1,8 W.

Warum? Der angenommene MOSFET hat im eingeschalteten Zustand einen kleinen Spannungsabfall aufgrund seines Durchlasswiderstands. Die angenommene IGBT-Durchlassspannung erzeugt hier größere Verluste.

Nicht enthalten sind Schalt-, Dioden-, Treiber- und weitere Systemverluste.

Aufgabe C: Transfer – Bauteil auswählen

Auftrag: Welchen Transistor empfiehlst Du für den Ausbildungsfall?

Hilfe 1: Vergleiche die errechneten Durchlassverluste.

Hilfe 2: Berücksichtige die PWM-Frequenz und den erforderlichen Gate-Treiber.

Hilfe 3: Frage, welche Daten für eine endgültige thermische Bewertung fehlen.

Begründetes Feedback: Unter den angenommenen Bedingungen ist der MOSFET die naheliegende Wahl. Seine berechneten Durchlassverluste sind deutlich kleiner, und MOSFETs eignen sich häufig gut für schnelle Niederspannungsschaltungen.

Eine reale Bauteilauswahl ist damit nicht abgeschlossen. Erforderlich sind unter anderem Daten zur Sperrspannung, zu Einschalt- und Abschaltenergien, Temperatur, Gate-Ansteuerung, Freilaufpfad, Wärmeabfuhr und Schutzbeschaltung.

Lerneinheit 6: Berührungssicher simulieren

Lernzeit: 12 Minuten

Alle folgenden Aktivitäten verwenden ausschließlich einen Browser. Du arbeitest an virtuellen Schaltungen, nicht an elektrischen Geräten.

Simulation 1: MOSFET als Schalter

CircuitJS von Paul Falstad

MOSFET-Schaltsimulation öffnen

iFrame blockiert

Diese externe Quelle ist für aiMOOC-iFrames nicht freigegeben.

Arbeitsauftrag:

Betätige den virtuellen Schalter und beobachte den Laststrom.
Vergleiche die Zustände des MOSFET bei niedriger und höherer Gate-Spannung.
Erkläre, warum die Ansteuerung zwischen Gate und Source entscheidend ist.

Feedback: Ein geeignet angesteuerter MOSFET kann einen Laststrom schalten. Das Gate wird überwiegend kapazitiv angesteuert; zum schnellen Umschalten ist trotzdem Treiberstrom erforderlich.

Simulation 2: Kennlinie untersuchen

Interaktiven N-Kanal-MOSFET öffnen

Arbeitsauftrag:

Verändere die Gate-Spannung am virtuellen Regler.
Beobachte den Drainstrom.
Suche den Bereich, in dem das Bauteil zu leiten beginnt.

Feedback: Der Strom setzt modellabhängig ab einer Schwellspannung ein. Ein vollständig durchgeschalteter Leistungs-MOSFET benötigt die im Datenblatt für einen niedrigen RDS(on) spezifizierte Gate-Ansteuerung.

Simulation 3: Induktive Spannungsspitze

Induktive Abschaltspannung virtuell untersuchen

Arbeitsauftrag: Beobachte die Abschaltspannung im Simulationsmodell und vergleiche die Beobachtung mit den Freilaufdioden-Abbildungen aus Lerneinheit 4.

Feedback: Eine Induktivität widersetzt sich schnellen Stromänderungen. Deshalb müssen Strompfad und Spannungsbegrenzung beim Abschalten berücksichtigt werden.

Grenze der Simulation: Die verlinkten CircuitJS-Beispiele belegen das MOSFET-Verhalten beziehungsweise induktive Abschaltvorgänge. Sie sind keine validierte IGBT-Verlustsimulation und bilden insbesondere keine verlässlichen IGBT-Tailströme ab. Für den IGBT-Vergleich werden daher Kennlinien, Herstellerunterlagen und begründete Modellannahmen verwendet.

Gestufte Lernhilfen

Stufe	Vorgehen
1 – Orientierung	Erkenne Schaltzeichen, Anschlüsse und Strompfad.
2 – Erklärung	Verknüpfe Gate-Signal, Laststrom und Verlustart.
3 – Anwendung	Nutze Kennwerte, Formeln und Simulationsergebnisse.
4 – Transfer	Begründe die Bauteilwahl und benenne Unsicherheiten.

Selbstkontrolle: Eine gute Antwort erklärt nicht nur, welches Bauteil günstiger erscheint, sondern auch warum und unter welchen Bedingungen.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Welche Anschlüsse besitzt ein MOSFET? (Gate Drain Source) (!Gate Collector Emitter) (!Basis Collector Emitter) (!Anode Kathode Gate)

Welche Anschlüsse besitzt ein IGBT? (Gate Collector Emitter) (!Gate Drain Source) (!Basis Drain Source) (!Anode Kathode Source)

Welche Spannung steuert einen N-Kanal-MOSFET? (Gate-Source-Spannung) (!Drain-Source-Spannung allein) (!Spulenspannung allein) (!Versorgungsspannung allein)

Welcher Kennwert beschreibt die MOSFET-Durchlassverluste besonders gut? (Durchlasswiderstand) (!Induktivität) (!Kapazität der Last) (!Netzfrequenz)

Welcher Kennwert ist für den IGBT im eingeschalteten Zustand besonders wichtig? (Kollektor-Emitter-Sättigungsspannung) (!Widerstand des Steuerkabels) (!Frequenz des Stromnetzes) (!Kapazität des Gehäuses)

Was bezeichnet der Tailstrom eines IGBT? (Nachlaufenden Kollektorstrom beim Abschalten) (!Dauerhaften Gatestrom im ausgeschalteten Zustand) (!Strom durch den Kühlkörper) (!Strom durch den Steuercomputer)

Was beschreibt der Tastgrad bei PWM? (Anteil der Einschaltzeit an einer Periode) (!Höhe der Versorgungsspannung) (!Widerstand der Spule) (!Temperatur des Transistors)

Wozu dient die Freilaufdiode an einer induktiven Last? (Sie stellt einen Strompfad beim Abschalten bereit) (!Sie erhöht die Netzfrequenz) (!Sie ersetzt jede Gate-Ansteuerung) (!Sie macht alle Schutzmaßnahmen überflüssig)

Warum ist ein MOSFET im virtuellen Ausbildungsfall günstig? (Seine berechneten Durchlassverluste sind kleiner) (!Er benötigt grundsätzlich keine Kühlung) (!Er besitzt grundsätzlich keine Schaltverluste) (!Er darf ohne Prüfung eingesetzt werden)

Welche Aussage zur praktischen Arbeitsfreigabe ist richtig? (Quizresultate ersetzen keine fachliche Beauftragung und Sicherheitsfreigabe) (!Ein bestandenes Quiz erlaubt Elektroarbeiten) (!Eine Simulation ersetzt die Gefährdungsbeurteilung) (!Eine gute Note ersetzt die fachliche Qualifikation)

Feedback zum Quiz: Korrekte Antworten zeigen begriffliches Verständnis. Die technische Eignung eines Bauteils muss zusätzlich anhand der Betriebsbedingungen und Datenblattangaben geprüft werden. Ein Quizresultat ist keine Freigabe für reale Elektroarbeiten.

Memory

Ordne die Begriffe ihren passenden Bedeutungen zu.

MOSFET-Leitwert	Durchlasswiderstand
IGBT-Leitverhalten	Sättigungsspannung
Gate-Ladung	Umladebedarf
Tastgrad	Einschaltzeitanteil
Freilaufdiode	Induktiver Strompfad
Tailstrom	Abschaltnachlauf

Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu.	Thema
MOSFET	Widerstandsgeprägte Durchlassverluste
IGBT	Spannungsgeprägte Durchlassverluste
Gate-Treiber	Umladen der Gatekapazität
Freilaufdiode	Strompfad für induktive Lasten
PWM	Veränderlicher Einschaltzeitanteil

Kreuzworträtsel

Gate	Wie heißt die Steuerelektrode bei beiden Transistoren?
Drain	Wie heißt ein Laststromanschluss des MOSFET neben Source?
Emitter	Wie heißt der Laststromanschluss E des IGBT?
Diode	Welches Bauteil stellt beim Abschalten einer induktiven Last einen Freilaufpfad bereit?
Tastgrad	Wie heißt das Verhältnis aus Einschaltzeit und Periodendauer?
Schaltverlust	Wie heißt ein Verlustanteil während des Ein- und Ausschaltens?

LearningApps

Suche nach ergänzenden interaktiven Lernaufgaben. Die Suchergebnisse sind keine automatisch geprüften Kursbestandteile.

Lückentext

Ein MOSFET besitzt die Anschlüsse Gate, Drain und

.

Ein IGBT besitzt die Anschlüsse Gate, Collector und

.

Beide Bauteile werden über eine elektrische

am isolierten Gate gesteuert.

Beim MOSFET bestimmt der Durchlasswiderstand die näherungsweisen

.

Beim IGBT ist die Kollektor-Emitter-

für die Leitverluste wichtig.

Bei der Pulsweitenmodulation wird der

verändert.

Beim Schalten entstehen zusätzliche

.

Ein IGBT kann beim Abschalten einen

aufweisen.

Bei induktiven Lasten ist ein geeigneter

erforderlich.

Ein Gate-Treiber übernimmt das schnelle Umladen der

.

Die endgültige Bauteilauswahl benötigt ein passendes

.

Reale Elektroarbeiten benötigen die erforderliche Qualifikation und

.

Offene Aufgaben

Bearbeite die Aufgaben ausschließlich am Computer oder mit schriftlichen Unterlagen. Die Niveaus entsprechen Basis, Anwendung und Transfer.

Leicht

Schaltzeichen: Zeichne die Symbole eines N-Kanal-MOSFET und eines IGBT. Beschrifte die Anschlüsse. Basis
Leistungshalbleiter: Gestalte eine Vergleichskarte mit drei Gemeinsamkeiten und drei Unterschieden. Basis
Pulsdauermodulation: Zeichne zwei PWM-Signalverläufe mit unterschiedlichem Tastgrad und beschrifte die Ein- und Ausschaltzeiten. Basis
Freilaufdiode: Markiere im vorgegebenen Stromlaufbild den Strompfad der induktiven Last während der Abschaltphase. Basis

Standard

Schaltungssimulation: Dokumentiere anhand von Screenshots, wie sich der Strom im virtuellen MOSFET-Schalter beim Umschalten verändert. Anwendung
Gate-Treiber: Erkläre mit einer Zeichnung, warum eine größere Gate-Ladung höhere Anforderungen an den Treiber stellen kann. Anwendung
Verlustleistung: Erstelle eine Tabelle der angenommenen MOSFET- und IGBT-Durchlassverluste für unterschiedliche Tastgrade. Anwendung
Magnetventil: Gestalte ein einseitiges technisches Entscheidungsposter für den virtuellen Ausbildungsfall. Anwendung

Schwer

Datenblatt: Vergleiche zwei echte Herstellerdatenblätter nach Sperrspannung, zulässigem Strom, Gate-Ansteuerung und Verlustkennwerten. Kennzeichne unterschiedliche Messbedingungen. Transfer
Schaltfrequenz: Untersuche rechnerisch, wie sich die Schaltverlustleistung bei unveränderter Schaltenergie und verdoppelter Frequenz entwickelt. Stelle die Grenzen der Annahme dar. Transfer
Arbeitssicherheit: Entwirf ein Sicherheitsplakat, das virtuelle Simulationen, berührungssichere Schulungsmodelle und freigabepflichtige Elektroarbeiten unterscheidet. Transfer
Leistungselektronik: Produziere ein kurzes Erklärvideo mit selbst gestalteten Diagrammen zur begründeten MOSFET- oder IGBT-Auswahl. Verwende keine realen Schaltversuche. Transfer

Feedback und Beurteilungshilfen

Basisaufgaben: Schaltzeichen, Anschlüsse und Signalverläufe müssen fachlich richtig dargestellt sein. Fehlerhafte Anschlussbezeichnungen können zur falschen Interpretation eines Stromlaufbildes führen.

Anwendungsaufgaben: Rechenweg, Einheit, Modellannahmen und Signalinterpretation müssen nachvollziehbar sein. Eine Zahl ohne Randbedingungen ist für die Bauteilauswahl wenig aussagekräftig.

Transferaufgaben: Gute Lösungen vergleichen mehrere Kriterien und erläutern Zielkonflikte zwischen Verlusten, Frequenz, Kosten, Wärme und Sicherheit. Eine pauschale Aussage wie „IGBT ist immer besser bei hoher Spannung“ reicht nicht.

Sicherheitsfeedback: Wer ein simuliertes Ergebnis als praktische Freigabe interpretiert, hat eine wesentliche Grenze des Lernmodells übersehen.

Lernkontrolle

Bearbeite mindestens fünf Aufgaben und begründe Deine Antworten.

Verlustleistung: Eine Schaltung soll bei höherem Laststrom arbeiten. Erkläre, weshalb die Leitverluste eines MOSFET und eines IGBT unterschiedlich ansteigen können.
Schaltfrequenz: Ein Frequenzumrichter erhält eine höhere PWM-Frequenz. Beurteile die möglichen Auswirkungen auf Schaltverluste und thermische Belastung.
Halbleiter: Zwei MOSFETs besitzen dieselbe Stromangabe, aber unterschiedliche Durchlasswiderstände und Gate-Ladungen. Begründe, warum die Stromangabe allein keine Auswahl erlaubt.
Induktivität: Beschreibe, wie eine fehlende oder ungeeignete Begrenzung der induktiven Abschaltspannung die Zuverlässigkeit eines Schaltkreises beeinträchtigen kann.
Gate-Treiber: Erkläre, warum eine Gate-Schwellspannung nicht als Beweis für einen ausreichend niedrigen Durchlasswiderstand verwendet werden darf.
Antriebstechnik: Vergleiche einen virtuellen 24-V-Magnetventilschalter mit einem industriellen Hochspannungsumrichter. Erläutere, warum die Bauteilentscheidung verschieden ausfallen kann.
Elektrosicherheit: Ein Auszubildender erreicht 100 Prozent im Quiz und möchte nun selbstständig an einer realen Leistungselektronik arbeiten. Erkläre, warum das Ergebnis dafür keine Freigabe darstellt.

Bewertung: Achte auf physikalische Zusammenhänge, klare Begründungen, korrekt angegebene Annahmen und angemessene Sicherheitsentscheidungen.

Lernnachweis

Für einen vollständigen Lernnachweis dokumentierst Du:

Die richtige Zuordnung der Anschlussbezeichnungen von MOSFET und IGBT.
Einen selbst beschrifteten, als Funktionsskizze gekennzeichneten Stromlaufplan.
Ein selbst erstelltes oder erläutertes PWM-Signaldiagramm.
Eine nachvollziehbare Berechnung der Durchlassverluste mit Einheiten und Modellgrenzen.
Mindestens eine dokumentierte virtuelle MOSFET-Simulation.
Einen begründeten Bauteilvergleich anhand geeigneter Kennwerte.
Eine schriftliche Reflexion der Grenzen von Simulationen und der geltenden Sicherheitsregeln.

Wichtig: Dieser Lernnachweis dokumentiert Lernfortschritt. Er ist keine elektrotechnische Qualifikation, Beauftragung oder Arbeitsfreigabe.

OERs zum Thema

Wikipedia: Leistungs-MOSFET

Wikipedia: Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode

Geprüfte Fachquellen

Die technischen Kernaussagen wurden anhand folgender öffentlich zugänglicher Quellen abgeglichen:

Infineon: Difference between BJTs, MOSFETs and IGBTs – Grundlegender Bauteilvergleich.
Infineon: IGBT versus Si-MOSFET – Durchlass- und Schaltverluste.
Texas Instruments: Fundamentals of MOSFET and IGBT Gate Driver Circuits – Gate-Treiber und dynamisches Verhalten.
Texas Instruments: Power-MOSFET-Kennwerte – Unterschied zwischen Gate-Schwellspannung und spezifiziertem Durchlasswiderstand.
CircuitJS – Browserbasierte Schaltungssimulation.
DGUV: Im Bereich Elektrotechnik tätige Personen – Qualifikation und Aufgabenabgrenzung.
DGUV Information 202-039 – Sichere elektrotechnische Experimente im Unterricht.

Stand der Quellenprüfung: 08.10.2026.

Mediennachweise und Nutzungsrechte

Die eingebundenen Wikimedia-Commons-Dateien sind auf ihren Dateibeschreibungsseiten dokumentiert. Die jeweils ausgewiesene Lizenz ist beim Weiterverwenden einzuhalten.

Mediendatei	Urheberangabe	Lizenz
Power MOSFET.jpg	Suyash Dwivedi	CC BY-SA 4.0
Mosfets.svg	Jaanus.kalde	CC0
MITSUBISHI IGBT module.jpg	Sthdhk	CC BY-SA 4.0
IGBT symbol.svg	AquitaneHungerForce	CC BY-SA 4.0
Mosfet equivalent circuit.svg	Cyril Buttay, Dateigeschichte beachten	CC BY-SA 3.0 als angebotene Lizenz
IGBT equivalent circuit DE.svg	Cepheiden	CC BY-SA 3.0
PWM duty cycle with label.gif	Eighthave, Bearbeitung Teslaton	Gemeinfrei laut Commons-Dateiseite
IvsV IGBT-en.svg	Д.Ильин, nach Cyril Buttay	CC0 laut Dateiseite
Flyback diode disabled.svg	Sdschulze	CC BY-SA 3.0
Flyback diode enabled.svg	Sdschulze	CC BY-SA 3.0
Flyback Diode.svg	Inductiveload	Gemeinfrei

Medienhinweis: Die YouTube-Videos werden als externe Lernmedien eingebettet. Für sie wird keine freie OER-Lizenz behauptet; die Rechte liegen bei den jeweiligen Rechteinhabern. Die Einbettung erlaubt nicht automatisch eine Bearbeitung oder Weiterveröffentlichung der Videodateien.

Die Schaltungs- und Signalzeichnungen in diesem Kurs sind didaktische Prinzipskizzen und keine geprüften technischen Fertigungsunterlagen. Die Verfügbarkeit externer Einbettungen hängt auch von den jeweiligen Plattform- und Browsereinstellungen ab.