Termín IGBT je polovodičové zařízení a zkratkou IGBT je izolovaný hradlový bipolární tranzistor. Skládá se ze tří terminálů s velkým rozsahem bipolární proudové zatížitelnosti. Návrháři IGBT si myslí, že se jedná o napěťově řízené bipolární zařízení se vstupem CMOS a bipolárním výstupem. Návrh IGBT lze provést pomocí obou zařízení, jako je BJT a MOSFET, v monolitické formě. Kombinuje nejlepší výhody obou k dosažení optimálních vlastností zařízení. Mezi aplikace bipolárního tranzistoru s izolovanou bránou patří napájecí obvody, pulzní šířková modulace , výkonová elektronika, nepřerušitelný zdroj napájení a mnoho dalších. Toto zařízení se používá ke zvýšení výkonu, efektivity a snížení úrovně slyšitelného hluku. Je také upevněn v obvodech převodníku rezonančního režimu. Optimalizovaný izolovaný hradlový bipolární tranzistor je přístupný jak pro nízké vedení, tak pro spínací ztráty.

Izolovaný bipolární tranzistor

Izolovaný hradlový bipolární tranzistor je třívodičové polovodičové zařízení a tyto svorky jsou pojmenovány jako hradlo, emitor a kolektor. Vysílací a kolektorové terminály IGBT jsou spojeny s vodivou cestou a hradlový terminál je spojen s jeho ovládáním. Výpočet zesílení je dosažen pomocí IGBT je rádiové b / n jeho i / p & o / p signálu. Pro konvenční BJT je součet zisku téměř ekvivalentní rádiu k výstupnímu proudu ke vstupnímu proudu, který se nazývá beta. Izolovaná bipolární brána tranzistory se používají hlavně v obvodech zesilovačů, jako jsou MOSFETY nebo BJT.

Zařízení IGBT

IGBT se používá hlavně v malých obvodech zesilovačů signálu, jako je BJT nebo MOSFET. Když tranzistor kombinuje nižší ztrátu vodivosti obvodu zesilovače, dojde k ideálnímu polovodičovému spínači, který je ideální pro mnoho aplikací výkonové elektroniky.

IGBT se jednoduše zapne a vypne aktivací a deaktivací terminálu Gate. Signál s konstantním napětím + Ve i / p přes svorky brány a emitoru udrží zařízení v aktivním stavu, zatímco předpoklad vstupního signálu způsobí, že se „vypne“ podobně jako BJT nebo MOSFET.

Základní konstrukce IGBT

Základní konstrukce N-kanálového IGBT je uvedena níže. Struktura tohoto zařízení je prostá a Si sekce IGBT je téměř podobná jako u vertikální síly MOSFET bez P + injektující vrstvy. Sdílí stejnou strukturu polovodičových hradel a P-jamek s oxidy kovů přes oblasti zdroje N +. V následující konstrukci se vrstva N + skládá ze čtyř vrstev, které se nacházejí v horní části, se nazývají jako zdroj a nejnižší vrstva se nazývá kolektor nebo odtok.

“Schéma zapojení 3fázového motoru hvězda delta ”

Základní konstrukce IGBT

Existují dva druhy IGBTS, jmenovitě non punch prostřednictvím IGBT (NPT IGBTS) a punch through IGBT (PT IGBTs). Tyto dva IGBT jsou definovány jako, když je IGBT navržen s vyrovnávací vrstvou N +, pak se nazývá PT IGBT, podobně když je IGBT navržen bez vyrovnávací vrstvy N +, nazývá se NPT IGBT. Výkon IGBT lze zvýšit existující vyrovnávací vrstvou. Provoz IGBT je rychlejší než výkonový BJT a výkonový MOSFET.

Schéma zapojení IGBT

Na základě základní konstrukce izolovaného hradlového bipolárního tranzistoru je navržen jednoduchý obvod budiče IGBT Tranzistory PNP a NPN , JFET, OSFET, který je uveden na následujícím obrázku. Tranzistor JFET se používá k připojení kolektoru tranzistoru NPN k základně tranzistoru PNP. Tyto tranzistory označují parazitický tyristor pro vytvoření smyčky negativní zpětné vazby.

Schéma zapojení IGBT

Rezistor RB indikuje svorky BE tranzistoru NPN, aby se potvrdilo, že tyristor se nezajistí, což povede k zablokování IGBT. Tranzistor označuje strukturu proudu mezi dvěma sousedními buňkami IGBT. To umožňuje MOSFET a podporuje většinu napětí. Níže je zobrazen symbol obvodu IGBT, který obsahuje tři terminály, jmenovitě emitor, bránu a kolektor.

IGBT charakteristiky

Bipolární tranzistor indukční brány je zařízení řízené napětím, pro pokračování vedení skrz zařízení potřebuje jen malé množství napětí na svorce brány

IGBT charakteristiky

Protože IGBT je zařízení řízené napětím, vyžaduje pouze malé napětí na bráně, aby udržovalo vedení skrz zařízení, které není podobné BJT, které vyžadují, aby byl základní proud vždy dodáván v dostatečném množství pro udržení sytosti.

IGBT může přepínat proud v jednosměrném směru, který je v dopředném směru (kolektor do vysílače), zatímco MOSFET má schopnost obousměrného přepínání proudu. Protože řídil pouze dopředu.

Princip fungování obvodů pohonu brány pro IGBT je jako N-kanálový výkonový MOSFET. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že odpor, který nabízí vodivý kanál, když proud dodává zařízením v jeho aktivním stavu, je v IGBT velmi malý. Z tohoto důvodu jsou hodnocení proudu vyšší ve srovnání s odpovídajícím výkonovým MOSFET.

O toto tedy jde Izolovaný bipolární tranzistor práce a vlastnosti. Všimli jsme si, že se jedná o polovodičové spínací zařízení, které má řídicí schopnost jako MOSFET a o / p charakteristiku BJT. Doufáme, že jste lépe porozuměli tomuto konceptu IGBT. Jakékoli dotazy týkající se aplikací a výhod IGBT, prosím, uveďte své návrhy komentářem v sekci komentářů níže. Zde je otázka, jaký je rozdíl mezi BJT, IGBT a MOSFET?

Fotografické kredity: