Termen IGBT är en halvledaranordning och akronymen för IGBT är isolerad bipolär transistor. Den består av tre terminaler med ett stort utbud av bipolär strömförmåga. IGBT: s konstruktörer tror att det är en spänningsstyrd bipolär enhet med CMOS-ingång och bipolär utgång. Utformningen av IGBT kan göras med båda enheterna som BJT och MOSFET i monolitisk form. Den kombinerar de bästa tillgångarna för båda för att uppnå de optimala enhetsegenskaperna. Användningarna av den isolerade bipolära transistorn innefattar effektkretsar, pulsbreddsmodulering , kraftelektronik, avbrottsfri strömförsörjning och många fler. Denna enhet används för att öka prestanda, effektivitet och minska den hörbara ljudnivån. Den är också fixerad i resonanslägeomvandlare. Optimerad bipolär transistor med isolerad grind är tillgänglig för både låg ledning och kopplingsförlust.

Isolerad port bipolär transistor

Den isolerade bipolära transistorn är en treterminal halvledaranordning och dessa terminaler benämns som grind, emitter och samlare. Emitter- och kollektorterminaler på IGBT är associerade med en konduktansväg och grindterminalen är associerad med dess kontroll. Beräkningen av förstärkning uppnås genom att IGBT är en radio b / n dess i / p & o / p-signal. För en konventionell BJT är förstärkningssumman nästan ekvivalent med radion till utströmmen till ingångsströmmen som kallas beta. Den isolerade bipolära grinden transistorer används främst i förstärkarkretsar som MOSFETS eller BJT.

IGBT-enhet

IGBT används främst i små signalförstärkarkretsar som BJT eller MOSFET. När transistorn kombinerar den lägre ledningsförlusten hos en förstärkarkrets, inträffar en idealisk halvledarswitch som är perfekt för i många tillämpningar av kraftelektronik.

En IGBT slås helt enkelt “PÅ” och “AV” genom att aktivera och avaktivera dess portterminal. En konstant spänning + Ve i / p-signal över grinden och sändaranslutningarna kommer att hålla enheten i aktivt tillstånd, medan antagandet av insignalen kommer att få den att 'OFF' liknar BJT eller MOSFET.

Grundläggande konstruktion av IGBT

Den grundläggande konstruktionen av N-kanal IGBT ges nedan. Strukturen för denna enhet är enkel och Si-sektionen av IGBT är nästan lik den för en vertikal effekt av en MOSFET exklusive P + -injektionsskikt. Den delar samma struktur av metalloxid halvledarportar och P-källor genom N + källregioner. I följande konstruktion består N + -skiktet av fyra lager och som är placerade i det övre kallas som källa och det lägsta lagret kallas som en samlare eller avlopp.

“common mode förstärkning av differentialförstärkare ”

Grundläggande konstruktion av IGBT

Det finns två typer av IGBTS, nämligen, non punch through IGBT (NPT IGBTS) och punch through IGBT (PT IGBTs). Dessa två IGBT definieras som när IGBT är utformad med N + buffertlagret kallas det som PT IGBT, på samma sätt när IGBT är utformat utan ett N + buffertlager kallas NPT IGBT. IGBT: s prestanda kan ökas genom att existera buffertlagret. Driften av en IGBT går snabbare än kraften BJT och MOSFET.

Kretsschema för en IGBT

Baserat på den grundläggande konstruktionen av den isolerade bipolära transistorn, designas en enkel IGBT-drivkrets med PNP- och NPN-transistorer , JFET, OSFET, som anges i figuren nedan. JFET-transistorn används för att ansluta kollektorn för NPN-transistorn till basen av PNP-transistorn. Dessa transistorer indikerar den parasitiska tyristorn för att skapa en negativ återkopplingsslinga.

Kretsschema för en IGBT

RB-motståndet indikerar BE-terminalerna på NPN-transistorn för att bekräfta att tyristorn inte hakar ihop, vilket kommer att leda till att IGBT-spärren. Transistorn anger strömstrukturen bland två angränsande IGBT-celler. den låter MOSFET och stöder det mesta av spänningen. Kretssymbolen för IGBT visas nedan, som innehåller tre terminaler, nämligen emitter, grind och samlare.

IGBT-egenskaper

Induktionsgrindens bipolära transistor är en spänningsstyrd enhet, den behöver bara en liten mängd spänning på grindterminalen för att fortsätta ledningen genom enheten

IGBT-egenskaper

Eftersom IGBT är en spänningsstyrd enhet kräver den bara en liten spänning på porten för att upprätthålla ledningen genom enheten, inte som BJT: er som behöver att basströmmen alltid matas i tillräckligt mycket mängd för att hålla mättnaden.

“kontrollhastighet för likströmsmotor ”

IGBT kan växla ström i den enkelriktade riktningen framåt (Collector to Emitter), medan MOSFET har dubbelriktad strömomkopplingskapacitet. Eftersom det bara styrdes framåt.

Arbetsprincipen för gate-drivkretsar för IGBT är som en N-kanal MOSFET. Huvudskillnaden är att motståndet som den ledande kanalen erbjuder när strömförsörjningen genom enheten i dess aktiva tillstånd är mycket liten i IGBT. På grund av detta är strömens betyg högre jämfört med en motsvarande effekt MOSFET.

Således handlar det här om Isolerad port bipolär transistor arbetssätt och egenskaper. Vi har märkt att det är en halvledaromkopplingsanordning som har en styrfunktion som en MOSFET och o / p-egenskap hos en BJT. Vi hoppas att du har fått en bättre förståelse för detta IGBT-koncept. Vidare, alla frågor angående applikationer och fördelar med en IGBT, vänligen ge dina förslag genom att kommentera i kommentarsektionen nedan. Här är en fråga till dig, vad är skillnaden mellan BJT, IGBT och MOSFET?

Fotokrediter: