Il termine IGBT è un dispositivo a semiconduttore e l'acronimo di IGBT è transistor bipolare a gate isolato. Consiste di tre terminali con una vasta gamma di capacità di trasporto di corrente bipolare. I progettisti dell'IGBT pensano che sia un dispositivo bipolare controllato in tensione con ingresso CMOS e uscita bipolare. La progettazione dell'IGBT può essere eseguita utilizzando entrambi i dispositivi come BJT e MOSFET in forma monolitica. Combina le migliori risorse di entrambi per ottenere le caratteristiche ottimali del dispositivo. Le applicazioni del transistor bipolare a gate isolato includono circuiti di potenza, modulazione della larghezza di impulso , elettronica di potenza, gruppi di continuità e molti altri. Questo dispositivo viene utilizzato per aumentare le prestazioni, l'efficienza e ridurre il livello di rumore udibile. È anche fissato nei circuiti del convertitore in modalità risonante. Il transistor bipolare a gate isolato ottimizzato è accessibile sia per bassa conduzione che per perdita di commutazione.

Transistor bipolare a gate isolato

Il transistor bipolare a gate isolato è un dispositivo semiconduttore a tre terminali e questi terminali sono denominati gate, emettitore e collettore. I terminali di emettitore e collettore dell'IGBT sono associati a un percorso di conduttanza e il terminale di gate è associato al suo controllo. Il calcolo dell'amplificazione è ottenuto dall'IGBT sia una radio b / n il suo segnale i / p & o / p. Per un BJT convenzionale, la somma del guadagno è quasi equivalente alla radio alla corrente di uscita alla corrente di ingresso che è definita beta. Il cancello isolato bipolare i transistor sono principalmente utilizzati in circuiti amplificatori come MOSFET o BJT.

Dispositivo IGBT

L'IGBT viene utilizzato principalmente in piccoli circuiti di amplificazione del segnale come BJT o MOSFET. Quando il transistor combina la minore perdita di conduzione di un circuito amplificatore, si verifica un interruttore a stato solido ideale che è perfetto per molte applicazioni dell'elettronica di potenza.

Un IGBT viene semplicemente impostato su 'ON' e 'OFF' attivando e disattivando il suo terminale Gate. Un segnale a tensione costante + Ve i / p sui terminali del gate e dell'emettitore manterrà il dispositivo in stato attivo, mentre l'assunzione del segnale di ingresso lo farà spegnere in modo simile a BJT o MOSFET.

Costruzione di base dell'IGBT

Di seguito viene fornita la struttura di base dell'IGBT a canale N. La struttura di questo dispositivo è semplice e la sezione Si dell'IGBT è quasi simile a quella di una potenza verticale di un MOSFET escluso lo strato di iniezione P +. Condivide la struttura uguale del gate del semiconduttore di ossido di metallo e dei pozzetti P attraverso le regioni di sorgente N +. Nella costruzione seguente lo strato N + è costituito da quattro strati e che si trovano nella parte superiore è chiamato come sorgente e lo strato più basso è chiamato come collettore o drenaggio.

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Costruzione di base dell'IGBT

Esistono due tipi di IGBTS, vale a dire, non perforante IGBT (NPT IGBTS) e perforante IGBT (PT IGBT). Questi due IGBT sono definiti come, quando l'IGBT è progettato con lo strato buffer N +, viene chiamato IGBT PT, analogamente quando l'IGBT è progettato senza uno strato buffer N + viene chiamato IGBT NPT. Le prestazioni dell'IGBT possono essere aumentate mediante la presenza del buffer layer. Il funzionamento di un IGBT è più veloce del BJT di potenza e del MOSFET di potenza.

Schema del circuito di un IGBT

Sulla base della costruzione di base del transistor bipolare a gate isolato, viene progettato un semplice circuito di pilotaggio IGBT Transistor PNP e NPN , JFET, OSFET, che è dato nella figura sotto. Il transistor JFET viene utilizzato per collegare il collettore del transistor NPN alla base del transistor PNP. Questi transistor indicano che il tiristore parassita crea un ciclo di feedback negativo.

Schema del circuito di un IGBT

Il resistore RB indica i terminali BE del transistor NPN per confermare che il tiristore non si aggancia, il che porterà all'aggancio dell'IGBT. Il transistor indica la struttura della corrente tra due celle IGBT adiacenti. It lascia il MOSFET e supporta la maggior parte della tensione. Di seguito è mostrato il simbolo del circuito dell'IGBT, che contiene tre terminali: emettitore, gate e collettore.

Caratteristiche IGBT

Il transistor bipolare a induzione è un dispositivo controllato in tensione, richiede solo una piccola quantità di tensione sul terminale di gate per continuare la conduzione attraverso il dispositivo

Caratteristiche IGBT

Poiché l'IGBT è un dispositivo controllato in tensione, richiede solo una piccola tensione sul Gate per mantenere la conduzione attraverso il dispositivo, non come i BJT che richiedono che la corrente di base sia sempre fornita in una quantità sufficiente per mantenere la saturazione.

L'IGBT può commutare la corrente nel senso unidirezionale che è in avanti (Collector to Emitter), mentre il MOSFET ha capacità di commutazione della corrente bidirezionale. Perché controllava solo in avanti.

Il principio di funzionamento dei circuiti di pilotaggio del gate per l'IGBT è come un MOSFET di potenza a canale N. La differenza principale è che la resistenza offerta dal canale di conduzione quando la corrente alimenta attraverso il dispositivo nel suo stato attivo è molto piccola nell'IGBT. Per questo motivo, le valutazioni della corrente sono più elevate rispetto a un MOSFET di potenza corrispondente.

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Quindi, questo è tutto Transistor bipolare a gate isolato funzionamento e caratteristiche. Abbiamo notato che si tratta di un dispositivo di commutazione a semiconduttore che ha una capacità di controllo come un MOSFET e una caratteristica o / p di un BJT. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di questo concetto IGBT. Inoltre, per qualsiasi domanda riguardante applicazioni e vantaggi di un IGBT, si prega di fornire i propri suggerimenti commentando nella sezione commenti qui sotto. Ecco una domanda per te, qual è la differenza tra BJT, IGBT e MOSFET?

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