Принцип работы биполярного транзистора с изолированным затвором (IGBT)

Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) — это составное полностью -управляемое напряжением-силовое полупроводниковое устройство, которое сочетает в себе высокий входной импеданс МОП-транзисторов с низким падением напряжения проводимости, как у GTR.

 

Основная структура и приводной механизм
Трех-композитная структура. IGBT состоит из затвора, коллектора и эмиттера, что внутренне эквивалентно MOSFET, управляющему биполярным транзистором (PNP).

Характеристики,-управляемые по напряжению. Для устройства, управляемого по напряжению-рекомендуемое напряжение управления затвором составляет 15 В ± 1,5 В, с высоким входным сопротивлением и низкой управляющей мощностью.

 

Включите-включите и выключите-механизм
Процесс включения-: когда между затвором и эмиттером подается прямое напряжение, превышающее пороговое значение, внутри полевого МОП-транзистора формируется канал, обеспечивающий ток базы для PNP-транзистора и включающий IGBT. При этом используется эффект модуляции проводимости; дырки вводятся в область N для уменьшения удельного сопротивления и достижения низкого падения напряжения в - состоянии.

Процесс-выключения: при подаче обратного напряжения на затвор или отключении сигнала канал MOSFET исчезает, ток базы отключается, и IGBT выключается. Во время-выключения возникает явление хвостового тока, что требует оптимизации конструкции для уменьшения потерь.

 

Основные характеристики и применение
Электрические характеристики: Подходит для регионов с выдерживаемым напряжением более 600 В, током более 10 А и частотой выше 1 кГц, сочетая высокую-скоростную производительность с низким сопротивлением.

Области применения: в основном используется в фотоэлектрических инверторах, электронных системах управления транспортными средствами на новых источниках энергии, промышленном оборудовании для преобразования частоты и индукционном нагреве.