ИГБТ је кратки облик биполарног транзистора са изолованим капијама, комбинација транзистора биполарног споја (БЈТ) и транзистора са ефектом пољског метала и оксида (МОС-ФЕТ). То је полупроводнички уређај који се користи за пребацивање сродних апликација.
Како је ИГБТ комбинација МОСФЕТ- а и транзистора, он има предности оба транзистора и МОСФЕТ-а. МОСФЕТ има предности велике брзине пребацивања са великом импедансом, а са друге стране БЈТ има предност високог појачања и малог напона засићења, оба су присутна у ИГБТ транзистору. ИГБТ је напонски контролисан полупроводник који омогућава велике колекторске емитерске струје са скоро нултим струјним погоном.
Као што је већ речено, ИГБТ има предности и МОСФЕТ-а и БЈТ-а, ИГБТ има изолована врата исто као и типични МОСФЕТ-ови и исте карактеристике преноса излаза. Иако је БЈТ тренутно управљани уређај, али за ИГБТ, контрола зависи од МОСФЕТ-а, тако да је то уређај под напоном, еквивалентан стандардним МОСФЕТ-овима.
ИГБТ еквивалентни круг и симбол
На горњој слици приказан је еквивалентни круг ИГБТ-а. То је иста структура кола која се користи у транзистору Дарлингтон где су два транзистора повезана потпуно на исти начин. Као што видимо горњу слику, ИГБТ комбинује два уређаја, Н-канални МОСФЕТ и ПНП транзистор. Н-канални МОСФЕТ покреће ПНП транзистор. Стандардни БЈТ пин оут укључује колектор, емитер, базу, а стандардни МОСФЕТ пин излаз укључује улаз, одвод и извор. Али у случају ИГБТ транзистора Пинс, то је капија која долази од Н-каналног МОСФЕТ-а, а колектор и емитер долазе од ПНП транзистора.
У ПНП транзистору, колектору и емитеру је проводни пут и када се ИГБТ укључи он се проводи и кроз њега проводи струју. Ову путању контролише Н-канални МОСФЕТ.
У случају БЈТ, израчунавамо добитак који се означава као Бета (
На горњој слици приказан је симбол ИГБТ-а. Као што видимо, симбол укључује транзистор-ов колекторски емитерски део и МОСФЕТ-ов улазни део. Три терминала су приказана као капија, колектор и емитер.
Када је у проводном или укљученом режиму ОН, проток струје из колектора у емитер. Иста ствар се дешава са БЈТ транзистором. Али у случају ИГБТ-а постоји Гате уместо базе. Разлика између напона од улаза до емитора назива се Вге, а разлика напона између колектора до емитора Вце.
Емитер струја (ле) је скоро исти као и колектор струја (Иц), ле = ИЦ. Како је проток струје релативно исти и у колектору и у емитеру, Вце је врло низак.
Овде сазнајте више о БЈТ и МОСФЕТ-у.
Примене ИГБТ-а:
ИГБТ се углавном користи у апликацијама везаним за напајање. Стандардни БЈТ-ови имају врло споро својство одзива, док је МОСФЕТ погодан за брзо пребацивање, али МОСФЕТ је скуп избор где је потребна већа струја. ИГБТ је погодан за замену снажних БЈТ-ова и Повер МОСФЕТ-ова.
Такође, ИГБТ нуди нижи отпор 'ОН' у поређењу са БЈТ-има, а због ове особине ИГБТ је термички ефикасан у примени велике снаге.
ИГБТ апликације су широке у пољу електронике. Због ниског отпора, врло велике струје, велике брзине пребацивања, погона са нултим вратима, ИГБТ се користе у управљању мотором велике снаге, претварачима, напајаним напајањем са високофреквентним подручјима за претварање.
На горњој слици је приказана основна апликација за пребацивање помоћу ИГБТ-а. РЛ, је оптерећењем повезан преко ИГБТ је одашиљач на тло. Разлика напона на оптерећењу означава се као ВРЛ. Оптерећење такође може бити индуктивно. А на десној страни је приказан другачији круг. Оптерећење је повезано преко колектора, где је као струјна заштита отпорник повезан преко емитора. Струја ће тећи од колектора до емитора у оба случаја.
У случају БЈТ-а, морамо да испоручимо константну струју преко базе БЈТ-а. Али у случају ИГБТ-а, исто као и МОСФЕТ-у, морамо обезбедити константан напон на капији и засићење се одржава у константном стању.
На левом случају, разлика напона, ВИН, која је потенцијална разлика улаза (капије) са масом / ВСС, контролише излазну струју која тече од колектора до емитора. Разлика напона између ВЦЦ и ГНД је готово иста на целом оптерећењу.
На десном бочном колу струја која тече кроз терет зависи од напона подељеног са РС вредношћу.
И РЛ2 = В ИН / Р С
Инсулатед Гате Биполар Трансистор (ИГБТ) могу укључити " ОН " и " ОФФ " активирањем капију. Ако капију учинимо позитивнијом применом напона на капији, ИГБТ емитер одржава ИГБТ у стању „ ОН “, а ако капију учинимо негативном или нулом, ИГБТ ће остати у „ ОФФ “ стању. Исто је као код БЈТ и МОСФЕТ комутације.
ИГБТ ИВ карактеристике криве и преноса
На горњој слици приказане су карактеристике ИВ у зависности од различитог напона капије или Вге. Кс оса Ознацава колектор емиттер или Вце и И оса означава колекторске струје. Током искљученог стања струја која пролази кроз колектор и напон на капији је нула. Када променимо Вге или напон на капији, уређај улази у активно подручје. Стабилан и непрекидан напон на капији обезбеђује непрекидан и стабилан проток струје кроз колектор. Повећање Вге пропорционално повећава струју колектора, Вге3> Вге2> Вге3. БВ је пробојни напон ИГБТ-а.
Ова крива је готово идентична са БЈТ-овом ИВ кривом преноса, али овде је приказан Вге јер је ИГБТ уређај под напоном.
На горњој слици приказана је карактеристика преноса ИГБТ. Готово је идентичан са ПМОСФЕТ-ом. ИГБТ ће прећи у стање „ ОН “ након што је Вге већа од граничне вредности у зависности од ИГБТ спецификације.
Ево табеле за поређење која ће нам дати поштену слику о разлици између ИГБТ-а са ПОВЕР БЈТ- овима и Повер МОСФЕТ-овима.
|
Карактеристике уређаја |
ИГБТ |
Снажни МОСФЕТ |
ПОВЕР БЈТ |
|
Напон |
|||
|
Тренутни рејтинг |
|||
|
Улазни уређај |
|||
|
Улазна импеданса |
|||
|
Излазна импеданса |
|||
|
Свитцхинг Спеед |
|||
|
Трошак |
У следећем видеу видећемо склопни круг ИГБТ транзистора.