Termin IGBT to urządzenie półprzewodnikowe, a akronim IGBT to tranzystor bipolarny z izolowaną bramką. Składa się z trzech zacisków o szerokim zakresie obciążalności prądowej bipolarnej. Projektanci IGBT uważają, że jest to urządzenie bipolarne sterowane napięciem z wejściem CMOS i wyjściem bipolarnym. Projekt IGBT można wykonać za pomocą obu urządzeń, takich jak BJT i MOSFET w formie monolitycznej. Łączy w sobie najlepsze zalety obu, aby osiągnąć optymalną charakterystykę urządzenia. Zastosowania tranzystora bipolarnego z izolowaną bramką obejmują obwody mocy, Modulacja szerokości impulsów , energoelektronika, zasilacze bezprzerwowe i wiele innych. To urządzenie służy do zwiększenia wydajności, wydajności i zmniejszenia słyszalnego poziomu hałasu. Jest również zamocowany w obwodach przetwornika rezonansowego. Zoptymalizowany tranzystor bipolarny z izolowaną bramką jest dostępny zarówno dla niskiego przewodzenia, jak i strat przełączania.

Tranzystor bipolarny z izolowaną bramką

Tranzystor bipolarny z izolowaną bramką jest urządzeniem półprzewodnikowym z trzema zaciskami i te zaciski nazywane są bramką, emiterem i kolektorem. Zaciski emitera i kolektora tranzystora IGBT są powiązane ze ścieżką przewodnictwa, a zacisk bramki jest powiązany z jego sterowaniem. Obliczenie wzmocnienia jest osiągane przez IGBT jest radiem b / n jego sygnałem i / p & o / p. W przypadku konwencjonalnego BJT suma wzmocnienia jest prawie równoważna prądowi wyjściowemu z prądem wyjściowym i prądowi wejściowemu określanemu jako beta. Izolowana brama dwubiegunowa stosowane są głównie tranzystory w obwodach wzmacniaczy, takich jak MOSFETY lub BJT.

Urządzenie IGBT

IGBT jest używany głównie w małych obwodach wzmacniacza sygnału, takich jak BJT lub MOSFET. Kiedy tranzystor łączy niższe straty przewodzenia obwodu wzmacniacza, pojawia się idealny przełącznik półprzewodnikowy, który jest idealny w wielu zastosowaniach energoelektroniki.

IGBT jest po prostu włączany i wyłączany poprzez aktywację i dezaktywację zacisku bramki. Stałe napięcie + Ve i / p sygnału na zaciskach bramki i emitera utrzyma urządzenie w stanie aktywnym, podczas gdy założenie sygnału wejściowego spowoduje jego wyłączenie, podobnie jak w przypadku BJT lub MOSFET.

Podstawowa konstrukcja IGBT

Podstawową konstrukcję N-kanałowego IGBT podano poniżej. Struktura tego urządzenia jest prosta, a sekcja Si tranzystora IGBT jest prawie podobna do pionowej mocy tranzystora MOSFET z wyłączeniem warstwy wtryskowej P +. Ma taką samą strukturę jak brama półprzewodnika z tlenku metalu i studzienki P w regionach źródła N +. W poniższej konstrukcji warstwa N + składa się z czterech warstw i to, które znajdują się w górnej, nazywamy źródłem, a najniższą warstwę jako kolektor lub drenaż.

“jednobiegunowy przełącznik jednokierunkowy ”

Podstawowa konstrukcja IGBT

Istnieją dwa rodzaje IGBTS, a mianowicie, bez przebijania przez IGBT (NPT IGBTS) i przebijania przez IGBT (PT IGBT). Te dwa IGBT są zdefiniowane w ten sposób, że gdy IGBT jest zaprojektowany z warstwą bufora N +, to nazywa się go PT IGBT, podobnie, gdy IGBT jest zaprojektowany bez warstwy bufora N +, nazywa się NPT IGBT. Wydajność IGBT można zwiększyć poprzez istniejącą warstwę buforową. Działanie IGBT jest szybsze niż BJT mocy i MOSFET mocy.

Schemat obwodu IGBT

W oparciu o podstawową konstrukcję tranzystora bipolarnego z izolowaną bramką zaprojektowano prosty obwód sterownika IGBT Tranzystory PNP i NPN , JFET, OSFET, które przedstawiono na poniższym rysunku. Tranzystor JFET służy do podłączenia kolektora tranzystora NPN do podstawy tranzystora PNP. Tranzystory te wskazują pasożytniczy tyrystor, który tworzy pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Schemat obwodu IGBT

Rezystor RB wskazuje zaciski BE tranzystora NPN, aby potwierdzić, że tyrystor nie zatrzaskuje się, co doprowadzi do zatrzaśnięcia IGBT. Tranzystor określa strukturę prądu pomiędzy dowolnymi dwoma sąsiadującymi komórkami IGBT. To pozwala MOSFET i obsługuje większość napięcia. Symbol obwodu IGBT jest pokazany poniżej, który zawiera trzy zaciski, a mianowicie emiter, bramkę i kolektor.

Charakterystyka IGBT

Tranzystor bipolarny bramki indukcyjnej jest urządzeniem sterowanym napięciem, potrzebuje tylko niewielkiej ilości napięcia na zacisku bramki, aby kontynuować przewodzenie przez urządzenie

Charakterystyka IGBT

Ponieważ IGBT jest urządzeniem sterowanym napięciem, wymaga tylko małego napięcia na bramce, aby utrzymać przewodzenie przez urządzenie, w przeciwieństwie do BJT, które wymagają, aby prąd podstawowy był zawsze dostarczany w wystarczającej ilości, aby utrzymać nasycenie.

“jaka jest funkcja prostownika mostkowego? ”

IGBT może przełączać prąd w kierunku jednokierunkowym, czyli w kierunku do przodu (kolektor do emitera), podczas gdy MOSFET ma dwukierunkową zdolność przełączania prądu. Ponieważ sterował tylko do przodu.

Zasada działania obwodów sterujących bramką dla IGBT jest podobna do N-kanałowego tranzystora MOSFET. Główna różnica polega na tym, że rezystancja oferowana przez kanał przewodzący, gdy prąd zasila urządzenie w stanie aktywnym, jest bardzo mała w tranzystorze IGBT. Z tego powodu wartości znamionowe prądu są wyższe w porównaniu z odpowiednim tranzystorem MOSFET mocy.

A więc o to chodzi Tranzystor bipolarny z izolowaną bramką działanie i charakterystyka. Zauważyliśmy, że jest to półprzewodnikowe urządzenie przełączające, które ma zdolność kontrolną, taką jak MOSFET i charakterystykę o / p BJT. Mamy nadzieję, że lepiej zrozumieliście tę koncepcję IGBT. Ponadto wszelkie pytania dotyczące zastosowań i zalet IGBT prosimy kierować do swoich sugestii w komentarzach w sekcji komentarzy poniżej. Oto pytanie do Ciebie, jaka jest różnica między BJT, IGBT i MOSFET?

Kredyty fotograficzne: