Igbt

IGBT yra trumpa izoliuoto vartų bipolinio tranzistoriaus forma, bipolinio sujungimo tranzistoriaus (BJT) ir metalo oksido lauko tranzistoriaus (MOS-FET) derinys. Tai puslaidininkinis įtaisas, naudojamas perjungti susijusias programas.

Kadangi IGBT yra MOSFET ir tranzistoriaus derinys, jis turi tiek tranzistorių, tiek MOSFET pranašumų. „MOSFET“ turi didelio perjungimo greičio su dideliu varža pranašumus, o iš kitos pusės - BJT turi didelį pelną ir mažą prisotinimo įtampą, abu yra IGBT tranzistoriuose. IGBT yra įtampa valdomas puslaidininkis, įgalinantis dideles kolektoriaus emiterio sroves su beveik nulio vartų srovės pavara.

Kaip aptarta, IGBT turi tiek MOSFET, tiek BJT privalumų, IGBT izoliuoti vartai yra tokie patys kaip ir tipiniai MOSFET, ir tos pačios išvesties perdavimo charakteristikos. Nors BJT yra srovės valdomas įrenginys, tačiau IGBT valdymas priklauso nuo MOSFET, taigi tai yra įtampos valdomas įtaisas, lygiavertis standartiniams MOSFET.

IGBT ekvivalentinė grandinė ir simbolis

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta lygiavertė IGBT grandinė. Tai ta pati grandinės struktūra, naudojama Darlingtono tranzistoriuje, kur du tranzistoriai sujungiami lygiai taip pat. Kaip matome aukščiau esantį vaizdą, IGBT sujungia du įrenginius, N kanalo MOSFET ir PNP tranzistorius. N kanalo MOSFET valdo PNP tranzistorių. Standartiniame BJT kištuko lizde yra „Collector“, „Emitter“, „Base“, o standartiniame „MOSFET“ kištuko lizde yra „Gate“, „Drain“ ir „Source“. Tačiau IGBT tranzistorių kaiščių atveju tai yra vartai, kurie ateina iš N kanalo MOSFET, o kolektorius ir emiteris - iš PNP tranzistoriaus.

PNP tranzistoriuje kolektorius ir Emiteris yra laidumo kelias, o įjungus IGBT jis yra atliekamas ir per jį eina srovė. Šį kelią valdo N kanalo MOSFET.

BJT atveju apskaičiuojame pelną, kuris žymimas kaip Beta (

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodytas IGBT simbolis. Kaip matome, simbolis apima tranzistoriaus kolektoriaus spinduolio dalį ir MOSFET vartų dalį. Trys terminalai rodomi kaip Vartai, kolektorius ir Emiteris.

Veikiant arba įjungus „ ON “ režimą, srovė teka iš kolektoriaus į spinduolį. Tas pats nutinka ir BJT tranzistoriui. Tačiau IGBT atveju vietoje pagrindo yra „Gate“. Skirtumas tarp vartų ir spinduolių įtampos vadinamas Vge, o įtampos skirtumas tarp kolektoriaus ir spinduolio - Vce.

Spinduolis srovė (IE) yra beveik toks pat, kaip kolektoriaus srovės (Ic), Ie = Ic. Kadangi srovės srautas yra gana vienodas tiek kolektoriuje, tiek spinduolyje, Vce yra labai mažas.

Sužinokite daugiau apie BJT ir MOSFET čia.

IGBT programos:

IGBT daugiausia naudojamas su energija susijusiose programose. Standartinės galios BJT reakcijos savybės yra labai lėtos, o MOSFET tinka greitai perjungti programas, tačiau MOSFET yra brangus pasirinkimas, kai reikalingas didesnis srovės įvertinimas. IGBT tinka pakeisti maitinimo BJT ir „Power MOSFET“.

Be to, IGBT pasižymi mažesniu įjungimo atsparumu, palyginti su BJT, ir dėl šios savybės IGBT yra šiluminis efektyvumas naudojant didelę galią.

IGBT taikymas elektronikos srityje yra platus. Dėl mažo pasipriešinimo, labai didelio srovės įvertinimo, didelio perjungimo greičio, nulio vartų pavaros, IGBT yra naudojami didelės galios variklio valdymui, keitikliams, perjungto režimo maitinimo šaltiniams su aukšto dažnio keitimo zonomis.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje pagrindinė perjungimo programa rodoma naudojant IGBT. LR, yra varžinio apkrova prijungta per IGBT anketa spinduolis į žemę. Įtampos skirtumas apkrovoje žymimas kaip VRL. Apkrova taip pat gali būti indukcinė. Dešinėje pusėje parodyta kita grandinė. Apkrova yra sujungta kolektoriuje, kur kaip srovės apsauga Rezistorius yra prijungtas prie emiterio. Abiem atvejais srovė tekės iš kolektoriaus į spinduolį.

BJT atveju mes turime tiekti pastovią srovę visoje BJT bazėje. Tačiau IGBT atveju, kaip ir MOSFET, mes turime užtikrinti pastovią įtampą per vartus, o prisotinimas palaikomas pastovioje būsenoje.

Kairiajame atveju įtampos skirtumas VIN, kuris yra įėjimo (vartų) su įžeminimu / VSS potencialus skirtumas, valdo išėjimo srovę, tekančią iš kolektoriaus į spinduolį. Įtampos skirtumas tarp VCC ir GND yra beveik vienodas per apkrovą.

Dešinės pusės grandinėje srovė, tekanti per apkrovą, priklauso nuo įtampos, padalytos iš RS vertės.

I _RL2 = V _IN / R _S

Izoliuota užtūra dvipolis tranzistorius IGBT () gali būti įjungtas " ON " ir " OFF " aktyvuojant vartai. Jei vartus padarysime labiau teigiamus, vartus įtampą pervartuojant, IGBT spinduolis palaiko IGBT būseną „ ĮJUNGTA “ ir, jei vartus padarysime neigiamą arba nulinį, IGBT liks „ IŠJUNGTA “. Tai tas pats, kas kaip BJT ir MOSFET perjungimas.

IGBT IV kreivės ir perkėlimo charakteristikos

Ankstesniame paveikslėlyje IV charakteristikos parodytos priklausomai nuo skirtingos vartų įtampos arba Vge. X ašis žymi kolektorius spinduolis įtampos arba Vce ir Y žymi krypčiai kolektoriaus srovę. Išjungties būsenoje srovė, tekanti per kolektorių, ir vartų įtampa yra lygi nuliui. Kai pakeisime Vge arba vartų įtampą, prietaisas patenka į aktyvųjį regioną. Stabili ir nuolatinė įtampa per vartus užtikrina nuolatinį ir stabilų srovės srautą per kolektorių. Vge padidėjimas proporcingai didina kolektoriaus srovę Vge3> Vge2> Vge3. BV yra IGBT gedimo įtampa.

Ši kreivė yra beveik identiška BJT IV perdavimo kreivei, tačiau čia parodyta Vge, nes IGBT yra įtampa valdomas prietaisas.

Aukščiau pateiktame paveikslėlyje parodyta IGBT perdavimo charakteristika. Tai beveik identiška PMOSFET. IGBT pereis į būseną „ ON “, kai Vge bus didesnis nei ribinė vertė, atsižvelgiant į IGBT specifikaciją.

Čia pateikiama palyginimo lentelė, kuri suteiks mums teisingą vaizdą apie skirtumą tarp IGBT su POWER BJT ir Power MOSFET.

Įrenginio charakteristikos	IGBT	Maitinimo MOSFET	MAITINIMAS BJT
Įtampos įvertinimas
Dabartinis įvertinimas
Įvesties įrenginys
Įvesties varža
Išėjimo varža
Perjungimo greitis
Kaina

Kitame vaizdo įraše pamatysime IGBT tranzistoriaus perjungimo grandinę.