Vad är IGBT: Arbete, växlingsegenskaper, SOA, grindmotstånd, formler

Prova Vårt Instrument För Att Eliminera Problem





IGBT står för Isolerad grind-bipolär-transistor , en kraft halvledare som inkluderar funktioner hos en MOSFET hög hastighet, spänningsberoende grindomkoppling och minimala egenskaper för PÅ-motstånd (låg mättnadsspänning) för a BJT .

Figur 1 visar IGBT-ekvivalent krets, där en bipolär transistor fungerar med en MOS-grindarkitekt, medan den liknande IGBT-kretsen faktiskt är en blandning av en MOS-transistor och en bipolär transistor.



IGBT: er, som lovar snabb omkopplingshastighet tillsammans med minimala mättnadsspänningsegenskaper, används i ett omfattande intervall, från kommersiella applikationer som i solenergianvändningsenheter och avbrottsfri strömförsörjning (UPS), till elektroniska fält för konsumenter, som temperaturkontroll induktionsvärmare spisar , luftkonditioneringsutrustning PFC, växelriktare och digitalkamerastoskop.

Figur 2 nedan visar en utvärdering mellan IGBT, bipolär transistor och MOSFET interna layouter och attribut. Det grundläggande ramverket för IGBT är detsamma som för en MOSFET som har ett p + -lager placerat i avloppssektionen (kollektor) och också en extra pn-korsning.



På grund av detta, när minoritetsbärare (hål) tenderar att införas genom p + -skiktet på n-skiktet med konduktivitetsmodulering, minskas n-skiktsmotståndet dramatiskt.

Följaktligen ger IGBT en reducerad mättnadsspänning (mindre ON-motstånd) jämfört med en MOSFET när man klarar enorm ström, vilket möjliggör minimala ledningsförluster.

Med detta sagt, med tanke på att för hålens utflödesväg är ansamling av minoritetsbärare vid avstängningsperioderna förbjuden på grund av den speciella IGBT-designen.

Denna situation ger upphov till ett fenomen som kallas svansström , där avstängningen saktar ner. När svängström utvecklas blir omkopplingsperioden försenad och försenad, mer än en MOSFET, vilket resulterar i en ökning av kopplingstidsförlusterna under IGBT-avstängningsperioderna.

Absolut högsta betyg

Absoluta maximala specifikationer är de värden som anges för att garantera en säker och sund tillämpning av IGBT.

Att korsa dessa angivna absoluta maximivärden även tillfälligt kan leda till att enheten förstörs eller går sönder, var noga med att arbeta med IGBT inom de maximalt acceptabla värdena som föreslås nedan.

Application Insights

Även om de rekommenderade applikationsparametrarna som arbetstemperatur / ström / spänning etc hålls inom de absoluta maximala värdena, om IGBT ofta utsätts för hög belastning (extrem temperatur, stor ström / spänningsförsörjning, extrema temperatursvängningar etc.), Enhetens hållbarhet kan drabbas hårt.

Elektriska egenskaper

Följande data informerar oss om de olika terminologierna och parametrarna som är involverade i IGBT, som normalt används för att förklara och förstå hur en IGBT fungerar i detalj.

Collector current, Collector Dissipation : Figur 3 visar kollektoravledningstemperaturvågformen för IGBT RBN40H125S1FPQ. Den maximalt tolererbara kollektorförlusten visas för olika falltemperaturer.

Nedanstående formel blir tillämplig i situationer då omgivningstemperaturen TC = 25 grader Celsius eller mer.

Pc = (Tjmax - Tc) / Rth (j - c)

För förhållanden där omgivningstemperaturen TC är = 25 ℃ eller lägre, appliceras IGBT-kollektorförlusten i enlighet med deras absoluta maximala betyg.

Formeln för beräkning av kollektorströmmen för en IGBT är:

Ic = (Tjmax - Tc) / Rth (j - c) × VCE (sat)

Ovanstående är dock den allmänna formeln, är helt enkelt en temperaturberoende beräkning av enheten.

Samlarströmmen för IGBT bestäms av deras kollektor / emittermättnadsspänning VCE (sat), och också beroende på deras nuvarande och temperaturförhållanden.

Dessutom definieras kollektorströmmen (topp) för en IGBT av mängden ström den kan hantera, vilket i sin tur är beroende av hur den installeras och dess tillförlitlighet.

Av den anledningen uppmanas användarna att aldrig överskrida den maximalt acceptabla gränsen för IGBT när de använder dem i en given kretsapplikation.

Å andra sidan, även om kollektorströmmen kan vara lägre än enhetens maximala värden, kan den bli begränsad av enhetens anslutningstemperatur eller det säkra arbetsområdet.

Se därför till att du överväger dessa scenarier när du implementerar en IGBT. Både parametrarna, kollektorströmmen och kollektorförlusten betecknas vanligtvis som enhetens maximala betyg.

Säker arbetsplats

De

SOA för en IGBT består av en framåtriktad SOA och en omvänd förspännings-SOA, men eftersom det specifika värdena kan variera i enlighet med enhetsspecifikationer, rekommenderas användarna att verifiera faktaekvivalenten i databladet.

Framåt Bias säkert arbetsområde

Figur 5 illustrerar det framåtriktade biasäkra operationsområdet (FBSOA) för IGBT RBN50H65T1FPQ.

SOA är uppdelad i fyra regioner beroende på särskilda begränsningar, som beskrivs nedan:

  • Område begränsat av högst rankad kollektorpulsström IC (topp).
  • Område begränsat av avledningsregion
  • Område begränsat av sekundär uppdelning. Kom ihåg att denna typ av fel orsakar att IGBT: s säkra arbetsområde blir smalare, förutom när enheten har en sekundär uppdelningsmarginal.
  • Område begränsat av maximal kollektor till emitterspänning VCES-klassning.

Omvänd förspänningssäker driftområde

Figur 6 visar det omvända biasäkra operationsområdet (RBSOA) för IGBT RBN50H65T1FPQ.

Denna speciella egenskap fungerar i enlighet med den omvända förspänningen SOA för den bipolära transistorn.

När en omvänd förspänning, som inte inkluderar någon förspänning, matas över porten och IGBT-sändaren under dess avstängningsperiod för en induktiv belastning, finner vi en högspänning som levereras till IGBT: s kollektor-emitter.

Samtidigt rör sig en stor ström konstant som ett resultat av kvarvarande hål.

Med detta sagt kan denna framåtriktade SOA inte användas under denna funktion medan den omvända förspänningen SOA kan användas.

Den omvända förspänningen SOA är uppdelad i två begränsade områden, vilket förklaras i följande punkter så småningom upprättas området genom att validera IGBT: s verkliga funktionsprocedurer.

  1. Område begränsat av maximal kollektorström Ic (topp).
  2. Område begränsat av den maximala nedbrytningsgraden för kollektor-emitter-spänning VCES. Observera att IGBT kan skadas om en specificerad VCEIC-driftbana avviker från enhetens SOA-specifikationer.

Därmed, samtidigt utforma en IGBT-baserad krets måste det säkerställas att försvinnandet och andra prestandafrågor är enligt de rekommenderade gränserna, och även de specifika egenskaperna och kretsnedbrytningskonstanterna som är relevanta för tolerans för nedbrytning måste beaktas.

Till exempel har omvänd förspänning SOA en temperaturkaraktäristik som sjunker vid extrema temperaturer, och VCE / IC-arbetsplatsen förskjuts i enlighet med IGBT: s grindmotstånd Rg och grindspänning VGE.

Det är därför det är viktigt att bestämma Rg- och VGE-parametrarna med avseende på det fungerande ekosystemet och lägsta grindmotståndsvärde under avstängningsperioder.

Dessutom kan en snubber-krets vara till hjälp för att styra dv / dt VCE.

Statiska egenskaper

Figur 7 visar utdataegenskaperna för IGBT RBN40H125S1FPQ. Bilden representerar kollektor-emitterspänningen medan kollektorströmmen passerar inom en slumpmässig grindspänningssituation.

Kollektor-emitter-spänningen, som påverkar strömhanteringseffektiviteten och förlusten under PÅ-tillståndet, varierar beroende på grindspänning och kroppstemperatur.

Alla dessa parametrar måste tas i beaktande när man utformar en IGBT-drivarkrets.

Strömmen går upp när VCE når värdena 0,7 till 0,8 V, även om det beror på framspänningen för PN-kollektor-emitter PN-korsningen.

Figur 8 visar kollektor-emitter-mättnadsspänningen jämfört med grindspänningsegenskaper för IGBt RBN40H125S1FPQ.

I huvudsak börjar VCE (sat) sjunka när gate-emitter-spänningen VGE stiger, även om förändringen är nominell medan VGE = 15 V eller högre. Därför rekommenderas att du arbetar med en grind / emitter-spänning VGE som är cirka 15 V, när det är möjligt.

Figur 9 visar kollektorströmmen jämfört med grindspänningsegenskaperna för IGBT RBN40H125S1FPQ.

IC / VGE-egenskaperna är baserade på temperaturförändringar, men regionen med låg grindspänning mot skärningspunkten tenderar att vara negativ temperaturkoefficient, medan den höga grindens spänningsregion betyder positiva temperaturkoefficienter.

Med tanke på att kraft-IGBT kommer att generera värme under drift är det faktiskt mer fördelaktigt att vara uppmärksam på den positiva temperaturkoefficientregionen, särskilt när enheterna drivs parallellt .

De rekommenderat grindspänningstillstånd med VGE = 15V uppvisar de positiva temperaturegenskaperna.

Figurerna 10 och 11 visar hur prestandan för kollektor-emittermättnadsspänningen tillsammans med grindtröskelspänningen
av en IGBT är beroende av temperaturen.

På grund av det faktum att kollektor-emittermättnadsspänningen har positiva temperaturkoefficientegenskaper är det inte lätt för ström att passera medan IGBT-operationen släpper ut hög temperatur, vilket blir ansvarigt för att blockera den effektiva strömmen under parallell IGBT-drift.

Tvärtom är driften av gate-emitter tröskelspänning beroende av negativa temperaturegenskaper.

Under hög värmeavledning faller tröskelspänningen nedåt, orsakar en högre risk för fel på enheten till följd av bullerbildning.

Därför kan uppmärksam testning, centrerad kring ovan angivna egenskaper, vara avgörande.

Portkapacitansegenskaper

Laddningsegenskaper: Figur 12 visar portladdningsegenskaperna hos en stabdard IGBT-enhet.

IGBT-grindegenskaper är i huvudsak i linje med samma principer som tillämpas för kraft-MOSFET och tillhandahåller som variabler som bestämmer enhetens enhetsström och enhetsförlust.

Figur 13 visar den karakteristiska kurvan, uppdelad i perioderna 1 till 3.
Arbetsförfarandena för varje period förklaras nedan.

Period 1: Grindspänningen höjs upp till tröskelspänningen där strömmen bara börjar strömma.

Avsnittet stigande från VGE = 0V är den del som är ansvarig för laddning av gate-emitterens kapacitans Cge.

Period 2: Medan övergången från den aktiva regionen till mättnadsregionen börjar, börjar kollektor-emitterspänningen att förändras och grind-kollektorens kapacitans Cgc laddas.

Denna speciella period kommer med en märkbar ökning av kapacitansen på grund av spegeleffekten, vilket gör att VGE blir konstant.

Å andra sidan medan en IGBT är helt i PÅ-tillstånd försvinner förändringen i spänningen över kollektor-emitter (VCE) och spegeleffekten.

Period 3: Under denna speciella period kommer IGBT i ett helt mättat tillstånd och VCE visar inga förändringar. Nu börjar gate-emitter-spänningen VGE öka med tiden.

Hur man bestämmer portdrivströmmen

IGBT-grinddrivströmmen beror på det interna grindseriemotståndet Rg, signalkällans motstånd R för förarkretsen, rg-elementet som är enhetens interna motstånd och drivspänningen VGE (ON).

Portdrivströmmen beräknas med följande formel.

IG (topp) = VGE (på) / Rg + Rs + rg

Med tanke på ovanstående bör IGBT drivrutinsutgångskretsen skapas för att säkerställa en strömdrivpotential motsvarande eller större än IG (topp).

Vanligtvis råkar toppströmmen vara mindre än det värde som bestäms med hjälp av formeln på grund av fördröjningen som är involverad i en drivkrets och också fördröjningen i dIG / dt-uppgången för grindströmmen.

Dessa kan uppstå på grund av aspekter som ledningsinduktans från drivkretsen till IGBT-enhetens portanslutningspunkt.

Dessutom kan omkopplingsegenskaperna för varje på- och avstängning vara enormt beroende av Rg.

Detta kan så småningom påverka byttid och byta underskott. Det är avgörande att välja en lämplig Rg med avseende på enhetens egenskaper som används.

Drive Loss Beräkning

Förlusterna som uppstår i IGBT-drivkrets kan avbildas genom nedanstående formel om alla de förluster som utvecklats från drivkretsen absorberas av de ovan diskuterade motståndsfaktorerna. ( f anger omkopplingsfrekvensen).

P (Drive Loss) = VGE (on) × Qg × f

Växlande egenskaper

Med tanke på att IGBT är en omkopplingskomponent, dess PÅ, är AV-hastighet bland de viktigaste faktorerna som påverkar dess driftseffektivitet (förlust).

Figur 16 visar kretsen som kan användas för att mäta induktansbelastning för en IGBT.

Eftersom diodklämman är ansluten parallellt med induktiv belastning L, påverkas fördröjningen av IGBT-tändningen (eller tändningsförlusten) vanligtvis av diodens återhämtningstidsegenskaper.

Växlingstid

Omkopplingstiden för en IGBT, som visas i figur 17, kan kategoriseras i fyra mätperioder.

På grund av att tiden förändras drastiskt för varje enskild period med avseende på Tj-, IC-, VCE-, VGE- och Rg-situationer, bedöms denna period med följande beskrivna förhållanden.

  • td (på) (fördröjningstid för påslagning) : Tidpunkten från vilken gate-emitter-spänningen sträcker sig till 10% av framspänningen till en nivå tills kollektorströmmen ökar till 10%.
  • tr (stigtid) : Tidpunkten där kollektorströmmen ökar från 10% till 90%.
  • td (av) (fördröjningstid för avstängning) : Tidpunkten från vilken gate-emitter-spänningen uppnår 90% av framspänningen till en nivå tills kollektorströmmen sjunker till 90%.
  • tf (falltid) : Tidpunkten från vilken kollektorströmmen minskar från 90% till 10%.
  • ttail (svans tid) : IGBT-avstängningsperioden består av en svanstid (ttail). Detta kan definieras som den tid som förbrukas av överflödiga bärare som är kvar på IGBT: s samlersida för att återgå genom rekombination trots att IGBT stängs av och orsakar att kollektor-emitterspänningen ökar.

Inbyggda diodegenskaper

Till skillnad från kraftiga MOSFET: er IGBT involverar inte en parasitisk diod .

Som ett resultat används en integrerad IGBT som levereras med ett förinstallerat Fast Recovery Diode (FRD) chip för induktansladdningskontroll i motorer och identiska applikationer.

I dessa typer av utrustning påverkar både IGBT: s och den förinstallerade diodens arbetseffektivitet utrustningens effektivitet och alstring av störningar.

Dessutom är omvänd återhämtning och framåtspänningsegenskaper viktiga parametrar relaterade till den inbyggda dioden.

Inbyggda egenskaper för omvänd återställning av dioder

De koncentrerade minoritetsbärarna urladdas under omkopplingstillståndet precis när framström passerar via dioden tills tillståndet för omvänd element uppnås.

Den tid som krävs för att dessa minoritetsbärare ska släppas helt är känd som omvänd återhämtningstid (trr).

Den operativa strömmen som är involverad under hela denna tid kallas omvänd återhämtningsström (Irr), och integralvärdet för båda dessa intervall kallas omvänd återhämtningsladdning (Qrr).

Qrr = 1/2 (Irr x trr)

Med tanke på att trr-tidsperioden är lika kortsluten innebär det en enorm förlust.

Dessutom begränsar det frekvensen genom hela omkopplingsprocessen. Sammantaget anses snabb trr och reducerad Irr (Qrris small) vara optimal.

Dessa egenskaper är i hög grad beroende av framåtförspänningsströmmen IF, diF / dt och övergångstemperatur Tj för IGBT.

Å andra sidan, om trr blir snabbare, resulterar di / dt i att vara brantare runt återhämtningsperioden, vilket händer med motsvarande kollektor-emitterspänning dv / dt, vilket orsakar en ökning av benägenheten för brusgenerering.

Nedan följer exemplen som ger de sätt på vilka bullergenerering kan motverkas.

  1. Minska diF / dt (minska IGBT-inkopplingstiden).
  2. Inkludera en snubberkondensator över enhetens och emitterns enhet för att minimera kollektor-emitterspänning dv / dt.
  3. Byt ut den inbyggda dioden mot en mjuk återvinningsdiod.

Den omvända återvinningsegenskapen är beroende av enhetens spänning / strömtolerans kapacitet.

Den här funktionen kan förbättras med livstidshantering, kraftig metallisk diffusion och olika andra tekniker.

Inbyggd framåtspänningsegenskaper för dioder

Figur 19 visar utmatningsegenskaperna för den inbyggda dioden för en standard IGBT.

Diodens framspänning VF betyder minskande spänning som produceras när ström IF genom dioden går i riktning mot diodens framåt spänningsfall.

Eftersom denna egenskap kan leda till energiförluster under EMF-generering (frihjulsdiod) i motor- eller induktiva applikationer rekommenderas att välja mindre VF.

Som avbildas i figur 19 bestäms dessutom de positiva och negativa temperaturkoefficientegenskaperna av diodens framåtströmstorlek IF.

Termiska motståndskarakteristika

Figur 20 visar IGBT: s motståndskarakteristika mot termiska transienter och integrerad diod.

Denna egenskap används för att bestämma övergångstemperatur Tj för IGBT. Pulsbredden (PW) som visas över den horisontella axeln indikerar omkopplingstiden, som definierar enstaka puls och resultatet av repetitiva operationer.

Till exempel betyder PW = 1ms och D = 0.2 (arbetscykel = 20%) att repetitionsfrekvensen är 200Hz eftersom repetitionstiden är T = 5ms.

Om vi ​​föreställer oss PW = 1ms och D = 0.2, och avledningseffekt Pd = 60W, är det möjligt att bestämma ökningen av IGBT-övergångstemperaturen ATj på följande sätt:
ΔTj = Pd × θj - c (t) = 60 × 0,17 = 10,2

Ladda kortslutningsegenskaper

Tillämpningar som kräver överbryggade IGBT-kopplingskretsar som växelriktare, en kortslutning (överström) skyddskrets blir absolut nödvändig för att motstå och skydda mot skador under tiden tills IGBT-grindspänningen stängs av, även i en situation med enhetens utgångskortslutning .

Figur 21 och 22 visar kortslutningens lagringstid och kortslutningsströmhanteringskapacitet för IGBT RBN40H125S1FPQ.

Denna kortslutning som tål kapacitet hos en IGBT uttrycks ofta med avseende på tid tSC.

Denna motståndskraft bestäms huvudsakligen baserat på IGBT: s gate-emitter-spänning, kroppstemperatur och strömförsörjningsspänning.

Detta borde ses när man utformar en kritisk H-bridge IGBT-kretsdesign.

Se också till att välja en optimalt rankad IGBT-enhet när det gäller följande parametrar.

  1. Gate-emitter spänning VGE : Med en ökning av grindspänningen ökar också kortslutningsströmmen och enhetens strömhanteringskapacitet minskar.
  2. Falltemperatur : Med en ökning av falltemperaturen ΔTj för IGBT minskar den nuvarande motståndskraften tills enheten når nedbrytningssituationen. Kraftkällespänning
  3. VCC: Eftersom ingångsspänningen till enheten ökar kortslutningsströmmen också, vilket orsakar att enhetens strömtålighet försämras.

Vidare när kortslutnings- eller överbelastningsskyddskretsen känner av kortslutningsströmmen och stänger av grindspänningen är kortslutningsströmmen faktiskt otroligt stor än IGBT: s standardströmstorlek.

Under avstängningsprocessen med denna betydande ström med standardgrindmotstånd Rg kan det orsaka utveckling av stor överspänning, som överstiger IGBT-värdena.

Av denna anledning måste du på lämpligt sätt välja IGBT-grindmotståndet som är lämpligt för att hantera kortslutningsförhållandena, med minst tio gånger högre än det normala grindmotståndsvärdet (ändå förbli inom SOA-värdet framåt)

Detta är för att motverka överspänningsgenereringen över kollektor-emitter-ledor i IGBT under de perioder då kortslutningsströmmen bryts.

Dessutom kan kortslutningstiden tSC orsaka fördelning av överspänningen över de andra associerade enheterna.

Försiktighet måste iakttas för att säkerställa tillräcklig marginal på minst två gånger den normala tidsram som krävs för att kortslutningsskyddskretsen ska börja fungera.

Maximal korsningstemperatur Tjmax i 175 ℃

Det absoluta maximala betyget för de flesta halvledarenheternas övergångstemperatur Tj är 150 ℃, men Tjmax = 175 ℃ ställs in enligt kravet på nya generationens enheter för att klara de ökade temperaturspecifikationerna.
.
Tabell 3 visar ett bra exempel på testförhållandena för IGBT RBN40H125S1FPQ som är konstruerad för att tåla 175 ℃ när den arbetar vid höga temperaturer.

För att garantera effektiv drift vid Tjmax = 175 ℃ hade många av parametrarna för standardtestet vid 150 been förbättrats och verifiering utförts.

Med detta sagt, testgrunder varierar med avseende på enhetsspecifikationerna.

Se till att du validerar tillförlitlighetsdata relaterade till den enhet du kanske använder, för mer information.

Kom också ihåg att Tjmax-värdet inte bara är en begränsning för konstant arbete, utan också en specifikation för regleringen som inte bör överträffas ens ett ögonblick.

Säkerhet mot hög temperaturavledning, även för en kort stund för en IGBT, under PÅ / AV-omkoppling måste strikt övervägas.

Se till att arbeta med IGBT i en miljö som inte på något sätt överskrider den maximala nedbrytningsfallstemperaturen på Tj = 175 ℃.

IGBT-förluster

Ledningsförlust: Medan man driver en induktiv belastning genom en IGBT, kategoriseras de uppkomna förlusterna i princip i ledningsförlust och kopplingsförlust.

Förlusten som inträffar så snart IGBT är helt påslagen kallas ledningsförlust, medan förlusten som inträffar under tiden för IGBT: s omkoppling från PÅ till AV eller AV till PÅ kallas omkopplingsförlust.

På grund av det faktum beror förlust på implementering av spänning och ström som visas i nedan givna formel, förlust uppstår som ett resultat av inverkan av kollektor-emittermättnadsspänning VCE (sat), även när enheten är ledande.

VCE (sat) bör vara minimalt, eftersom förlusten kan orsaka värmeproduktion inom IGBT.
Förlust (P) = spänning (V) × ström (I)
Startförlust: P (slå PÅ) = VCE (sat) × IC

Växlingsförlust: Eftersom IGBT-förlust kan vara svårt att uppskatta med användning av omkopplingstid införs referenstabeller i relevanta datablad för att hjälpa kretskonstruktörerna att bestämma kopplingsförlust.

Figur 24 nedan visar kopplingsförlustegenskaperna för IGBT RBN40H125S1FPQ.

Faktorerna Eon och Eoff påverkas starkt av kollektorströmmen, grindmotståndet och driftstemperaturen.

Eon (Turn-on energy loss)

Volymen av förlust utvecklades under IGBT-startprocessen för en induktiv belastning, tillsammans med återhämtningsförlusten vid omvänd återställning av dioden.

Eon beräknas från den tidpunkt då grindspänningen drivs till IGBT och kollektorströmmen börjar röra sig, tills den tidpunkt då IGBT överförs helt till påslaget läge

Eoff (Stäng av energiförlust

Det är storleken på förlusten som uppstår under avstängningsperioden för induktiva belastningar, vilket inkluderar svansströmmen.

Eoff mäts från den punkt där grindströmmen bara är avstängd och kollektor-emitterspänningen börjar klättra, tills den tidpunkt då IGBT når ett fullständigt avstängt tillstånd.

Sammanfattning

Den isolerade bipolära transistoranordningen (IGTB) är en typ av treterminal-halvledaranordning som i princip används som elektronisk omkopplare och är också känd för att tillhandahålla en kombination av extremt snabb omkoppling och hög effektivitet i de nyare enheterna.

IGBT för applikationer med hög ström

En rad moderna apparater som VFDs (Vaiable Frequency Drives), VSFs (variabla hastighetskylskåp), tåg, stereoanläggningar med omkopplingsförstärkare, elbilar och luftkonditioneringsapparater använder isolerade bipolära transistorer för att koppla om elkraft.

Symbol för utarmningsläge IGBT

Om förstärkarna använder bipolär transistor med isolerad grind ofta syntetiserar vågformer som är komplexa till sin natur tillsammans med lågpassfilter och pulsbreddsmodulering eftersom bipolär transistor med isolerad grind i grunden är utformad för att slå på och av i snabb och snabb takt.

Pulsrepetitionsfrekvensen skryter av de moderna enheterna som består av omkopplingsapplikation och faller väl inom ultraljudsområdet, vilket är de frekvenser som är tio gånger högre än den högsta ljudfrekvensen som hanteras av enheten när enheterna används i form av en analog ljudförstärkare.

MOSFET: erna som består av hög ström och egenskaper hos en enkel gate-drive kombineras med de bipolära transistorerna som har låg mättnad-spänningskapacitet av IGTB.

IGBT är en kombination av BJT och Mosfet

En enda enhet tillverkas av IGBT genom att kombinera den bipolära effekttransistorn som fungerar som en omkopplare och en isolerad FET som fungerar som styringång.

Den isolerade bipolära transistorn (IGTB) används huvudsakligen i applikationer som består av flera enheter som är placerade parallellt med varandra och de flesta gånger har kapacitet att hantera mycket hög ström som ligger i området hundratals ampere tillsammans med en 6000V spärrspänning, som i sin tur är lika med hundratals kilowatt, använder medelhög till hög effekt, såsom induktionsuppvärmning, strömförsörjning med kopplingsläge och styrning av dragmotor. Isolerade bipolära transistorer med stor port.

IGBT är de mest avancerade transistorerna

Isolerad bipolär transistor (IGTB) är en ny och ny uppfinning av tiden.

Första generationens enheter som uppfanns och lanserades på 1980-talet och de tidiga åren på 1990-talet visade sig ha en långsam omkopplingsprocess relativt och är benägna att misslyckas genom olika lägen som låsning (där enheten fortsätter att vara påslagen och inte slå på av tills strömmen fortsätter att strömma genom enheten), och sekundär nedbrytning (där när hög ström flyter genom enheten, går en lokal hotspot som finns i enheten i termisk utsläpp och som ett resultat bränner enheten).

Det sågs en hel del förbättringar i andra generationens enheter och de mest nya enheterna på blocket, tredje generationens enheter anses vara ännu bättre än de första bogseringsgenereringsenheterna.

Nya Mosfets konkurrerar med IGBT

Tredje generationens enheter består av MOSFET-enheter med snabb konkurrens och tolerans och robusthet på utmärkt nivå.

Anordningarna av andra och tredje generationen består av pulsbetyg som är extremt höga vilket gör dem mycket användbara för att generera stora effektpulser inom olika områden såsom plasmafysik och partiklar.

Således har andra och tredje generationens enheter mest ersatt alla äldre enheter, såsom utlösta gnistgap och tyratroner som används i dessa områden av plasmafysik och partiklar.

Dessa enheter håller också attraktion för hobbyisten av högspänning på grund av deras egenskaper med höga pulsvärden och tillgänglighet på marknaden till låga priser.

Detta gör det möjligt för hobbyisten att kontrollera enorma mängder kraft för att driva enheter som spolgummi och Tesla-spolar.

Isolerade bipolära transistorer är tillgängliga till ett överkomligt prisintervall och fungerar därför som en viktig faktor för hybridbilar och elfordon.

Artighet: Renesas




Tidigare: Hur man gör färgkänslig solcell eller solcell från fruktte Nästa: Easy H-Bridge MOSFET Driver Module för växelriktare och motorer