Obvod a charakteristiky izolovaného bipolárneho tranzistora

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Pojem IGBT je polovodičové zariadenie a skratkou IGBT je izolovaný hradlový bipolárny tranzistor. Skladá sa z troch terminálov s veľkým rozsahom bipolárnej prúdovej kapacity. Dizajnéri IGBT si myslia, že ide o bipolárne zariadenie s riadeným napätím so vstupom CMOS a bipolárnym výstupom. Návrh IGBT je možné vykonať pomocou oboch zariadení, ako sú BJT a MOSFET, v monolitickej podobe. Kombinuje to najlepšie z oboch, aby sa dosiahli optimálne vlastnosti zariadenia. Medzi aplikácie bipolárneho tranzistora s izolovanou bránou patria výkonové obvody, modulácia šírky impulzu , výkonová elektronika, neprerušiteľný zdroj napájania a mnoho ďalších. Toto zariadenie sa používa na zvýšenie výkonu, efektívnosti a zníženie úrovne počuteľného hluku. Je tiež upevnený v obvodoch prevodníka rezonančného režimu. Optimalizovaný izolovaný hradlový bipolárny tranzistor je prístupný pre nízku vodivosť aj spínaciu stratu.

Bipolárny tranzistor s izolovanou bránou

Bipolárny tranzistor s izolovanou bránou



Bipolárny tranzistor s izolovanou bránou

Izolovaný hradlový bipolárny tranzistor je trojpólové polovodičové zariadenie a tieto svorky sú pomenované ako hradlo, vysielač a kolektor. Vysielacie a kolektorové terminály IGBT sú spojené s vodivostnou cestou a hradlový terminál je spojený s jeho riadením. Výpočet zosilnenia sa dosahuje pomocou IGBT je rádiový signál b / n i / p & o / p. Pre konvenčné BJT je súčet zosilnenia takmer ekvivalentný rádiu k výstupnému prúdu k vstupnému prúdu, ktorý sa označuje ako beta. Izolovaná brána bipolárna hlavne sa používajú tranzistory v obvodoch zosilňovača, ako sú MOSFETY alebo BJT.


IGBT zariadenie

IGBT zariadenie



IGBT sa používa hlavne v malých obvodoch zosilňovačov signálu ako BJT alebo MOSFET. Keď tranzistor kombinuje nižšiu stratu vedenia obvodu zosilňovača, dôjde k ideálnemu polovodičovému spínaču, ktorý je ideálny pre mnohé aplikácie výkonovej elektroniky.

IGBT sa jednoducho vypne a vypne aktiváciou a deaktiváciou terminálu Gate. Signál s konštantným napätím + Ve i / p cez svorky brány a vysielača udrží zariadenie v aktívnom stave, zatiaľ čo predpoklad vstupného signálu spôsobí jeho vypnutie, podobne ako pri BJT alebo MOSFET.

Základná konštrukcia IGBT

Ďalej je uvedená základná konštrukcia N-kanálového IGBT. Štruktúra tohto zariadenia je jednoduchá a Si časť IGBT je takmer podobná ako vertikálna sila MOSFET bez P + injektovacej vrstvy. Zdieľa rovnakú štruktúru polovodičových hradiel a P-jamiek s oxidom kovu prostredníctvom oblastí zdroja N +. V nasledujúcej konštrukcii sa vrstva N + skladá zo štyroch vrstiev, ktoré sa nachádzajú v hornej časti a nazývajú sa ako zdroj a najnižšia vrstva sa nazýva kolektor alebo odtok.

Základná konštrukcia IGBT

Základná konštrukcia IGBT

Existujú dva druhy IGBTS, a to nepreraziť cez IGBT (NPT IGBTS) a preraziť cez IGBT (PT IGBT). Tieto dva IGBT sú definované tak, že keď je IGBT navrhnutý s N + medzipamäťou, potom sa nazýva PT IGBT, podobne keď je IGBT navrhnutý bez N + medzipamäte, nazýva sa NPT IGBT. Výkon IGBT je možné zvýšiť existujúcou vrstvou medzipamäte. Prevádzka IGBT je rýchlejšia ako výkonová BJT a výkonová MOSFET.


Schéma zapojenia IGBT

Na základe základnej konštrukcie izolovaného hradlového bipolárneho tranzistora je navrhnutý jednoduchý obvod budiča IGBT Tranzistory PNP a NPN , JFET, OSFET, ktoré sú uvedené na nasledujúcom obrázku. Tranzistor JFET sa používa na pripojenie kolektora tranzistora NPN k základni tranzistora PNP. Tieto tranzistory označujú parazitický tyristor, aby vytvorili slučku negatívnej spätnej väzby.

Schéma zapojenia IGBT

Schéma zapojenia IGBT

Rezistor RB označuje svorky BE tranzistora NPN, aby potvrdil, že tyristor sa nezakrýva, čo povedie k zablokovaniu IGBT. Tranzistor označuje štruktúru prúdu medzi ľubovoľnými dvoma susednými bunkami IGBT. To umožňuje MOSFET a podporuje väčšinu napätia. Symbol obvodu IGBT je zobrazený nižšie, ktorý obsahuje tri terminály, a to vysielač, hradlo a kolektor.

Charakteristika IGBT

Bipolárny tranzistor indukčnej brány je zariadenie riadené napätím, na pokračovanie vedenia cez zariadenie potrebuje iba malé množstvo napätia na svorke brány.

Charakteristika IGBT

Charakteristika IGBT

Pretože IGBT je zariadenie riadené napätím, vyžaduje iba malé napätie na bráne, aby sa udržal vodivosť cez zariadenie, ktoré nie je také ako BJT, ktoré potrebujú, aby bol základný prúd vždy dodávaný v dostatočnom množstve na udržanie saturácie.

IGBT môže prepínať prúd jednosmerne, ktorý je v smere dopredu (kolektor na vysielač), zatiaľ čo MOSFET má kapacitu obojsmerného prepínania prúdu. Pretože, riadil sa iba v smere dopredu.

Princíp fungovania hradlových obvodov brány pre IGBT je ako výkonový MOSFET s N-kanálom. Hlavný rozdiel je v tom, že odpor ponúkaný vodivým kanálom, keď prúd prúdi cez zariadenie v aktívnom stave, je v IGBT veľmi malý. Z tohto dôvodu sú hodnotenie prúdu vyššie v porovnaní so zodpovedajúcim výkonovým MOSFET.

Toto je teda všetko o Bipolárny tranzistor s izolovanou bránou práca a vlastnosti. Všimli sme si, že ide o polovodičové spínacie zariadenie, ktoré má riadiace schopnosti ako MOSFET a o / p charakteristiku BJT. Dúfame, že ste lepšie pochopili tento koncept IGBT. V prípade akýchkoľvek otázok týkajúcich sa aplikácií a výhod IGBT, prosím, poskytnite svoje návrhy komentárom v sekcii komentárov nižšie. Tu je otázka, aký je rozdiel medzi BJT, IGBT a MOSFET?

Fotografické úvery: