El terme IGBT és un dispositiu semiconductor i l'acrònim de l'IGBT és un transistor bipolar de porta aïllada. Consta de tres terminals amb una àmplia gamma de capacitat de càrrega de corrent bipolar. Els dissenyadors de l’IGBT pensen que es tracta d’un dispositiu bipolar controlat per voltatge amb entrada CMOS i sortida bipolar. El disseny de la IGBT es pot fer utilitzant ambdós dispositius com BJT i MOSFET en forma monolítica. Combina els millors actius de tots dos per aconseguir les característiques òptimes del dispositiu. Les aplicacions del transistor bipolar de porta aïllada inclouen circuits de potència, modulació d'amplada de pols , electrònica de potència, font d’alimentació ininterrompuda i molts més. Aquest dispositiu s’utilitza per augmentar el rendiment, l’eficiència i reduir el nivell de soroll audible. També es fixa en circuits convertidors de manera ressonant. El transistor bipolar de porta aïllat optimitzat és accessible tant per a baixa conducció com per pèrdua de commutació.

Transistor bipolar a porta aïllada

El transistor bipolar de porta aïllada és un dispositiu semiconductor de tres terminals i aquests terminals s’anomenen porta, emissor i col·lector. Els terminals emissor i col·lector de l’IGBT s’associen a un camí de conductància i el terminal de porta s’associa al seu control. El càlcul de l'amplificació s'aconsegueix mitjançant la IGBT és una ràdio b / n el seu senyal i / p & o / p. Per a un BJT convencional, la suma del guany és gairebé equivalent a la ràdio al corrent de sortida al corrent d'entrada que es denomina beta. La porta aïllada bipolar s’utilitzen principalment transistors en circuits amplificadors com ara MOSFETS o BJTs.

Dispositiu IGBT

L’IGBT s’utilitza principalment en circuits amplificadors de senyal petits com BJT o MOSFET. Quan el transistor combina la pèrdua de conducció més baixa d’un circuit amplificador, es produeix un commutador d’estat sòlid ideal, que és perfecte per a moltes aplicacions de l’electrònica de potència.

Un IGBT simplement està activat i desactivat activant i desactivant el seu terminal Gate. Un voltatge constant + senyal Ve i / p a través de la porta i els terminals de l’emissor mantindrà el dispositiu en estat actiu, mentre que la suposició del senyal d’entrada farà que s’apagui de forma similar a BJT o MOSFET.

Construcció bàsica d’IGBT

A continuació es dóna la construcció bàsica del canal NGBT IGBT. L’estructura d’aquest dispositiu és senzilla i la secció Si de l’IGBT és gairebé similar a la d’una potència vertical d’un MOSFET que exclou la capa d’injecció de P +. Comparteix l’estructura igual de la porta i dels pous P dels semiconductors d’òxid de metall a través de les regions d’origen N +. En la següent construcció, la capa N + consta de quatre capes i que es troben a la part superior s'anomena font i la capa inferior es diu colector o desguàs.

“llista de conductors i aïllants ”

Construcció bàsica d’IGBT

Hi ha dos tipus d’IGBTS, és a dir, la no perforació mitjançant IGBT (NPT IGBTS) i la perforació mitjançant IGBT (PT IGBT). Aquests dos IGBT es defineixen com, quan l’IGBT es dissenya amb la capa de memòria intermèdia N +, s’anomena PT IGBT, de manera similar quan l’IGBT es dissenya sense una capa de memòria intermèdia N + s’anomena NPT IGBT. El rendiment de la IGBT es pot augmentar existint la capa de memòria intermèdia. El funcionament d'un IGBT és més ràpid que el poder BJT i el poder MOSFET.

Diagrama de circuits d’un IGBT

Basat en la construcció bàsica del transistor bipolar de porta aïllada, es dissenya un circuit de controlador IGBT senzill Transistors PNP i NPN , JFET, OSFET, que es mostra a la figura següent. El transistor JFET s’utilitza per connectar el col·lector del transistor NPN a la base del transistor PNP. Aquests transistors indiquen el tiristor paràsit per crear un bucle de retroalimentació negativa.

Diagrama de circuits d’un IGBT

“un senyal analògic és diferent d’un senyal digital ”

La resistència RB indica els terminals BE del transistor NPN per confirmar que el tiristor no es bloqueja, cosa que conduirà al bloqueig IGBT. El transistor denota l’estructura de corrent entre dues cèl·lules IGBT veïnes. Això deixa el MOSFET i suporta la major part del voltatge. A continuació es mostra el símbol del circuit de l'IGBT, que conté tres terminals: emissor, porta i col·lector.

Característiques IGBT

El transistor bipolar de la porta d’inducció és un dispositiu controlat per voltatge, només necessita una petita quantitat de voltatge al terminal de la porta per continuar la conducció a través del dispositiu

Característiques IGBT

Com que l’IGBT és un dispositiu controlat per voltatge, només requereix una petita tensió a la porta per mantenir la conducció a través del dispositiu, no com els BJT, que necessiten que el corrent de base sempre es subministri en quantitat suficient per mantenir la saturació.

IGBT pot canviar de corrent en la direcció unidireccional que es troba en la direcció cap endavant (de col·lector a emissor), mentre que MOSFET té capacitat de commutació de corrent bidireccional. Perquè, controlava només en direcció cap endavant.

El principi de funcionament dels circuits de transmissió de portes per a l'IGBT és com un MOSFET d'alimentació de canal N. La principal diferència és que la resistència que ofereix el canal conductor quan es subministra corrent a través del dispositiu en estat actiu és molt petita a la IGBT. Per això, les qualificacions del corrent són més altes en comparació amb un MOSFET de potència corresponent.

Per tant, tot això es tracta Transistor bipolar a porta aïllada funcionament i característiques. Hem observat que és un dispositiu de commutació de semiconductors que té una capacitat de control com un MOSFET i una característica o / p d’un BJT. Esperem que tingueu una millor comprensió d’aquest concepte IGBT. A més, per a qualsevol consulta sobre aplicacions i avantatges d’un IGBT, doneu els vostres suggeriments fent comentaris a la secció de comentaris següent. Aquí teniu una pregunta, quina diferència hi ha entre BJT, IGBT i MOSFET?

Crèdits fotogràfics: