Ο όρος IGBT είναι μια συσκευή ημιαγωγών και το ακρωνύμιο του IGBT είναι διπολικό τρανζίστορ μονωμένης πύλης. Αποτελείται από τρία τερματικά με μεγάλη γκάμα διπολικής τρέχουσας ικανότητας μεταφοράς. Οι σχεδιαστές του IGBT πιστεύουν ότι πρόκειται για διπολική συσκευή ελεγχόμενη τάση με είσοδο CMOS και διπολική έξοδο. Ο σχεδιασμός του IGBT μπορεί να γίνει χρησιμοποιώντας και τις δύο συσκευές όπως BJT και MOSFET σε μονολιθική μορφή. Συνδυάζει τα καλύτερα πλεονεκτήματα και των δύο για να επιτύχει τα βέλτιστα χαρακτηριστικά της συσκευής. Οι εφαρμογές του μονωμένου διπολικού τρανζίστορ πυλών περιλαμβάνουν κυκλώματα ισχύος, διαμόρφωση πλάτους παλμού , ηλεκτρονικά ρεύματος, αδιάλειπτη παροχή ρεύματος και πολλά άλλα. Αυτή η συσκευή χρησιμοποιείται για την αύξηση της απόδοσης, της αποδοτικότητας και μειώνει το ηχητικό επίπεδο θορύβου. Είναι επίσης σταθερό σε κυκλώματα μετατροπέα συντονισμού. Το βελτιστοποιημένο διπολικό τρανζίστορ μονωμένης πύλης είναι προσβάσιμο τόσο για χαμηλή αγωγιμότητα όσο και για απώλεια μεταγωγής.

Διπολικό τρανζίστορ μονωμένης πύλης

Το μονωμένο διπολικό τρανζίστορ πύλης είναι μια συσκευή ημιαγωγών τριών τερματικών και αυτά τα τερματικά ονομάζονται πύλη, πομπός και συλλέκτης. Οι ακροδέκτες πομπού και συλλέκτη του IGBT σχετίζονται με μια διαδρομή αγωγιμότητας και το τερματικό πύλης συσχετίζεται με τον έλεγχό του. Ο υπολογισμός της ενίσχυσης επιτυγχάνεται από το IGBT είναι ένα ραδιόφωνο b / n το σήμα i / p & o / p. Για ένα συμβατικό BJT, το άθροισμα του κέρδους είναι σχεδόν ισοδύναμο με το ραδιόφωνο με το ρεύμα εξόδου με το ρεύμα εισόδου που ονομάζεται beta. Η μονωμένη διπολική πύλη Τα τρανζίστορ χρησιμοποιούνται κυρίως σε κυκλώματα ενισχυτή όπως MOSFETS ή BJTs.

Συσκευή IGBT

Το IGBT χρησιμοποιείται κυρίως σε κυκλώματα ενισχυτών μικρών σημάτων όπως BJT ή MOSFET. Όταν το τρανζίστορ συνδυάζει την χαμηλότερη απώλεια αγωγής ενός κυκλώματος ενισχυτή, τότε εμφανίζεται ένας ιδανικός διακόπτης στερεάς κατάστασης ο οποίος είναι ιδανικός για πολλές εφαρμογές ηλεκτρονικών ισχύος.

Ένα IGBT απλώς ενεργοποιείται 'ON' & 'OFF' ενεργοποιώντας και απενεργοποιώντας το τερματικό πύλης του. Ένα σταθερό σήμα τάσης + Ve i / p κατά μήκος της πύλης και των ακροδεκτών του πομπού θα διατηρήσει τη συσκευή σε ενεργή κατάσταση, ενώ η παραδοχή του σήματος εισόδου θα την αναγκάσει να απενεργοποιηθεί παρόμοια με το BJT ή το MOSFET.

Βασική κατασκευή του IGBT

Η βασική κατασκευή του N-channel IGBT δίνεται παρακάτω. Η δομή αυτής της συσκευής είναι απλή και το τμήμα Si του IGBT είναι σχεδόν παρόμοιο με αυτό μιας κατακόρυφης ισχύος ενός MOSFET εκτός από το στρώμα έγχυσης P +. Μοιράζεται την ίδια δομή της πύλης και των πηγαδιών ημιαγωγών μεταλλικού οξειδίου μέσω των περιοχών πηγής Ν +. Στην ακόλουθη κατασκευή το στρώμα N + αποτελείται από τέσσερα στρώματα και τα οποία βρίσκονται στο πάνω μέρος ονομάζεται πηγή και το χαμηλότερο στρώμα ονομάζεται συλλέκτης ή αποστράγγιση.

“αρχιτεκτονική πρωτοκόλλου tcp/ip ”

Βασική κατασκευή του IGBT

Υπάρχουν δύο είδη IGBTS, δηλαδή, μη διάτρηση μέσω IGBT (NPT IGBTS) και διάτρηση μέσω IGBT (PT IGBTs). Αυτά τα δύο IGBT ορίζονται ως, όταν το IGBT έχει σχεδιαστεί με το στρώμα buffer N +, τότε ονομάζεται PT IGBT, παρόμοια όταν το IGBT έχει σχεδιαστεί χωρίς ένα στρώμα buffer N + ονομάζεται NPT IGBT. Η απόδοση του IGBT μπορεί να αυξηθεί εάν υπάρχει το buffer layer. Η λειτουργία ενός IGBT είναι ταχύτερη από την ισχύ BJT και την ισχύ MOSFET.

Διάγραμμα κυκλώματος ενός IGBT

Με βάση τη βασική κατασκευή του μονωμένου διπολικού τρανζίστορ πύλης, σχεδιάζεται ένα απλό κύκλωμα οδήγησης IGBT Τρανζίστορ PNP και NPN , JFET, OSFET, που δίνεται στο παρακάτω σχήμα. Το τρανζίστορ JFET χρησιμοποιείται για τη σύνδεση του συλλέκτη του τρανζίστορ NPN με τη βάση του τρανζίστορ PNP. Αυτά τα τρανζίστορ υποδεικνύουν το παρασιτικό θυρίστορ για τη δημιουργία βρόχου αρνητικής ανάδρασης.

Διάγραμμα κυκλώματος ενός IGBT

Η αντίσταση RB υποδεικνύει τους ακροδέκτες BE του τρανζίστορ NPN για να επιβεβαιώσει ότι ο θυρίστορ δεν μανδαλώνει, κάτι που θα οδηγήσει στην ασφάλιση IGBT. Το τρανζίστορ δηλώνει τη δομή του ρεύματος μεταξύ δύο γειτονικών κυττάρων IGBT. Το αφήνει το MOSFET και υποστηρίζει το μεγαλύτερο μέρος της τάσης. Το σύμβολο κυκλώματος του IGBT φαίνεται παρακάτω, το οποίο περιέχει τρεις ακροδέκτες, δηλαδή πομπό, πύλη και συλλέκτη.

Χαρακτηριστικά IGBT

Το διπολικό τρανζίστορ επαγωγής πύλης είναι μια συσκευή ελεγχόμενη τάση, χρειάζεται μόνο μια μικρή ποσότητα τάσης στον ακροδέκτη πύλης για να συνεχίσει την αγωγή μέσω της συσκευής

Χαρακτηριστικά IGBT

Επειδή το IGBT είναι μια συσκευή ελεγχόμενη από τάση, απαιτεί μόνο μια μικρή τάση στην Πύλη για να διατηρήσει την αγωγιμότητα μέσω της συσκευής, όχι όπως της BJT, η οποία χρειάζεται ότι το ρεύμα βάσης παρέχεται πάντα σε αρκετή ποσότητα για να διατηρείται ο κορεσμός.

Το IGBT μπορεί να αλλάξει ρεύμα σε κατεύθυνση προς την κατεύθυνση προς τα εμπρός (Συλλέκτης σε Πομπό), ενώ το MOSFET έχει ικανότητα αμφίδρομης εναλλαγής ρεύματος. Διότι, ελέγχονταν μόνο προς τα εμπρός.

Η αρχή λειτουργίας των κυκλωμάτων κίνησης πύλης για το IGBT είναι σαν MOSFET ισχύος N-channel. Η κύρια διαφορά είναι ότι η αντίσταση που προσφέρει το αγώγιμο κανάλι όταν το ρεύμα τροφοδοτεί μέσω της συσκευής στην ενεργή του κατάσταση είναι πολύ μικρή στο IGBT. Εξαιτίας αυτού, οι βαθμολογίες του ρεύματος είναι υψηλότερες σε σύγκριση με την αντίστοιχη ισχύ MOSFET.

Επομένως, αυτό είναι όλο Διπολικό τρανζίστορ μονωμένης πύλης εργασία και χαρακτηριστικά. Παρατηρήσαμε ότι είναι μια συσκευή εναλλαγής ημιαγωγών που έχει δυνατότητα ελέγχου όπως ένα MOSFET και o / p χαρακτηριστικό ενός BJT. Ελπίζουμε να έχετε καλύτερη κατανόηση αυτής της έννοιας IGBT. Επιπλέον, τυχόν απορίες σχετικά με εφαρμογές και πλεονεκτήματα ενός IGBT, παρακαλούμε δώστε τις προτάσεις σας σχολιάζοντας την παρακάτω ενότητα σχολίων. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η διαφορά μεταξύ BJT, IGBT και MOSFET;

Φωτογραφικές μονάδες: