Tranzistor bipolar cu poartă izolată
Această intrare sau secțiune referitoare la electronică nu menționează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Poarta izolată cu tranzistor bipolar (prescurtare engleză IGBT Transistor bipolar cu poartă izolată) este un dispozitiv semiconductor utilizat ca întrerupător electronic în aplicații de mare putere, adică este capabil să comute tensiuni mari și curenți mari. Poate fi schematizat ca conexiune a unui MOSFET și a unui tranzistor de joncțiune bipolar . Deși curenții maximi care pot fi tolerați de dispozitivul unic sunt mai mici decât cei ai tiristorului , prin utilizarea modulelor cu mai multe IGBT în paralel, componente capabile să comute curenți de 1,2 kA cu o tensiune maximă de 6 kV .
Dispozitivul combină caracteristicile favorabile ale unui BJT și al unui MOSFET ; este un dispozitiv de putere adecvat pentru manipularea curenților mari, care combină valoarea impedanței de intrare ridicate a tranzistoarelor MOS cu cea a tensiunii de saturație redusă a tranzistoarelor de joncțiune bipolare (BJT). Există un MOS de putere redusă la intrare care acționează ieșirea de mare putere BJT. Deoarece MOS este afectat doar de curentul de bază scăzut al BJT, zona cipului, care în puterea MOS este extinsă, este, de asemenea, redusă.
Primul brevet pentru dispozitivele IGBT datează din 1980, în timp ce primele modele comercializate datează din 1983. Aceste primele specimene au fost destul de lente la comutare și au fost ușor de eșuat (distrugere prin blocare ): generațiile următoare au îmbunătățit mult parametrii de funcționare și au eliminat o astfel de vulnerabilitate. IGBT-urile de astăzi comută cu aceeași viteză ca cele mai bune MOSFET-uri, tolerează foarte bine supraîncărcările și nu mai sunt supuse blocării. În prezent, aceștia și-au asumat o mare importanță pentru toate aplicațiile de comutare a puterii în care sunt implicate tensiuni și curenți mari: practic toate invertoarele proiectate recent utilizează IGBT-uri, cum ar fi invertoarele industriale pentru motoare trifazate sau în fotovoltaică. Acestea sunt componente cheie în mașinile electrice și hibride, unde sunt singura soluție viabilă pentru a avea unități mici, puternice și eficiente de control al motorului: Toyota Prius folosește un invertor de la 50 kW bazat pe IGBT care controlează două motoare / generatoare conectate la acumulator.
Operațiune
Un tranzistor IGBT rămâne în interdicție până când tensiunea dintre poartă și emițător nu depășește valoarea prag Vg a dispozitivului. În starea oprită, toată tensiunea dintre colector și emițător este susținută de joncțiunea P / N- care, în virtutea dopării reduse a regiunii N-drift, este foarte groasă și poate tolera cu ușurință tensiuni inverse foarte mari, tipic tiristorilor și triacilor , de ordinul sutelor de volți.
Când tensiunea porții crește dincolo de valoarea Vg, joncțiunea P / N- este ocolită de poartă și dispozitivul intră în starea de conducere. Fluxul de curent are loc vertical prin regiunea de derivare; în această condiție intră în joc regiunile N + și P inferioare, care împreună cu regiunea de derivare formează tranzistorul principal de conducere. Regiunea N + injectează purtători de încărcare în regiunea de drift ușor dopată, crescând conductivitatea acesteia și îmbunătățind timpul de comutare al dispozitivului.
Dacă observați din circuitul echivalent, IGBT-urile sunt dublete Sziklai
Secțiunea cu cipuri
Circuit echivalent
Elemente conexe
- Dispozitive semiconductoare
- Efect timpuriu
- Tranzistor de joncțiune bipolar
- Tranzistor cu efect de câmp de joncțiune
- Tranzistor cu efect de câmp metal-oxid-semiconductor
- Tranzistor cu efect de câmp metal-semiconductor
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe tranzistoare bipolare cu poartă izolată
linkuri externe
- Tranzistor bipolar cu poartă izolată , pe Sapienza.it , De Agostini .
| Controlul autorității | GND ( DE ) 4273802-7 |
|---|
