Transistor bipolar get bertebat (IGBT atau IGBT). Skim, penerangan

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Juruelektrik

Peranti semikonduktor kuasa. Transistor bipolar get terlindung (IGBT atau IGBT). Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / Buku Panduan Juruelektrik

Komen artikel

Transistor bipolar get terlindung (IGBTs) (singkatan bahasa Inggeris IGBT - Isolated Gate Bipolar Transistor) ialah peranti semikonduktor yang mempunyai transistor kesan medan pada input dan transistor bipolar pada output.

Salah satu daripada gabungan ini ditunjukkan dalam Rajah. 7.4. Peranti ini dimasukkan ke dalam litar kuasa oleh terminal transistor bipolar E (pemancar) dan C (pengumpul), dan ke dalam litar kawalan oleh terminal G (pintu).

Oleh itu, IGBT telah tiga pin luaran: pemancar, pengumpul, pintu. Sambungan pemancar dan longkang (D) dan pangkalan dan punca (S) adalah dalaman. Gabungan dua peranti dalam satu struktur memungkinkan untuk menggabungkan kelebihan transistor kesan medan dan bipolar: rintangan input tinggi dengan beban arus tinggi dan rintangan rendah dalam keadaan hidup.

Transistor Bipolar Gerbang Bertebat (IGBT atau IGBT)
nasi. 7.4. Salah satu pilihan ialah beban semasa dan rintangan rendah dalam struktur IGBT dalam keadaan hidup.

struktur IGBT

Bahagian skematik struktur IGBT ditunjukkan dalam Rajah. 7.5. Transistor bipolar (Rajah 7.5, a) dibentuk oleh lapisan p+ (pemancar), n (asas), p (pengumpul); medan - lapisan n (sumber), n+ (saliran) dan plat logam (pintu). Lapisan p+ dan p mempunyai pin luaran yang disertakan dalam litar kuasa. Pintu mempunyai terminal yang disambungkan ke litar kawalan.

Dalam Rajah. 7.5, b ditunjukkan Struktur IGBT generasi IV, dibuat menggunakan teknologi parit-pintu, yang menghilangkan rintangan antara asas p dan mengurangkan saiz peranti beberapa kali.

Transistor Bipolar Gerbang Bertebat (IGBT atau IGBT)
nasi. 7.5. Struktur IGBT: a - struktur transistor standard; b- struktur transistor yang dicipta menggunakan teknologi get parit

Prinsip dan ciri operasi

Proses kuasa IGBT boleh dibahagikan kepada dua peringkat:

peringkat 1 - selepas menggunakan voltan positif antara pintu dan sumber, transistor kesan medan terbuka (saluran-n terbentuk antara sumber dan longkang);
peringkat 2 - pergerakan cas dari rantau n ke rantau p membawa kepada pembukaan transistor bipolar dan kemunculan arus dari pemancar ke pengumpul.

Oleh itu, transistor kesan medan mengawal operasi bipolar. Untuk IGBT dengan voltan nominal dalam julat 600-1200 V dalam keadaan hidup sepenuhnya, penurunan voltan hadapan, serta untuk transistor bipolar, berada dalam julat 1,5-3,5 V.

Ini jauh lebih rendah daripada penurunan voltan biasa merentas MOSFET kuasa dalam keadaan pengalir pada penarafan voltan yang sama.

Sebaliknya, MOSFET dengan penarafan voltan 200 V atau kurang mempunyai voltan pada keadaan yang lebih rendah daripada IGBT dan kekal tiada tandingan dalam hal ini pada voltan operasi rendah dan arus pensuisan sehingga 50 A.

Dari segi prestasi, IGBT adalah lebih rendah daripada MOSFET, tetapi jauh lebih baik daripada yang bipolar. tipikal nilai masa penyerapan cas terkumpul dan penurunan arus apabila IGBT dimatikan masing-masing berada dalam julat 0,2-0,4 dan 0,2-1,5 μs.

Kawasan kerja yang selamat IGBT memungkinkan untuk berjaya memastikan operasinya yang boleh dipercayai tanpa menggunakan litar tambahan untuk membentuk laluan pensuisan pada frekuensi dari 10 hingga 20 kHz untuk modul dengan arus undian beberapa ratus ampere. Transistor bipolar yang disambungkan mengikut litar Darlington tidak mempunyai kualiti sedemikian.

Sama seperti MOSFET diskret telah menggantikan yang bipolar dalam menukar bekalan kuasa sehingga 500 V, IGBT diskret melakukan perkara yang sama dalam bekalan voltan yang lebih tinggi (sehingga 3500 V).

modul IGBT

modul IGBT mengikut rajah elektrik dalaman mungkin:

IGBT tunggal;
modul berganda (separuh jambatan), di mana dua IGBT disambung secara bersiri (separuh jambatan);
pencincang, di mana satu IGBT disambungkan secara bersiri dengan diod;
jambatan satu fasa atau tiga fasa.

Transistor Bipolar Gerbang Bertebat (IGBT atau IGBT)
nasi. 7.6. Skim modul IGBT: a - IGBT tunggal; b - modul berganda; c - pemutus pengumpul (chopper); g - pencincang pemancar (pencincang)

Dalam semua kes, kecuali pencincang, modul mengandungi diod roda bebas terbina dalam selari dengan setiap IGBT. Gambar rajah sambungan yang paling biasa untuk modul IGBT ditunjukkan dalam Rajah. 7.6.

Perbezaan utama antara elemen individu dan modul

Perbezaan utama antara peranti diskret dan modul arus tinggi ialah cara ia disambungkan secara elektrik ke elemen litar lain. Komponen diskret disambungkan kepada elemen litar pada papan litar bercetak dengan memateri.

Nilai maksimum arus dalam sambungan sentuhan papan litar bercetak biasanya tidak melebihi 100 A dalam keadaan operasi keadaan mantap. Ini mengenakan sekatan semula jadi ke atas bilangan komponen yang disambung secara selari. Sebaliknya, modul arus tinggi mempunyai terminal untuk terminal skru. Oleh itu, ia boleh disambungkan ke lug kabel atau terus ke bar bas. Modul arus tinggi juga boleh disambungkan terus ke PCB melalui lubang.

Modul tersedia dalam tiga versi:

mengikut skema kunci tunggal (siri MDTKI);
mengikut skema dua kunci (M2TKI);
mengikut litar pemutus arus, pencincang (siri MTKID).

Transistor dipintas dengan diod arus terbalik, yang merupakan diod pemulihan super pantas dengan pemulihan "lembut" (diod FRD).

Pengarang: Koryakin-Chernyak S.L.

Lihat artikel lain bahagian Buku Panduan Juruelektrik.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kebisingan lalu lintas melambatkan pertumbuhan anak ayam 06.05.2024

Bunyi yang mengelilingi kita di bandar moden semakin menusuk. Walau bagaimanapun, sedikit orang berfikir tentang bagaimana bunyi ini menjejaskan dunia haiwan, terutamanya makhluk halus seperti anak ayam yang belum menetas dari telur mereka. Penyelidikan baru-baru ini menjelaskan isu ini, menunjukkan akibat yang serius untuk pembangunan dan kelangsungan hidup mereka. Para saintis telah mendapati bahawa pendedahan anak ayam zebra diamondback kepada bunyi lalu lintas boleh menyebabkan gangguan serius kepada perkembangan mereka. Eksperimen telah menunjukkan bahawa pencemaran bunyi boleh melambatkan penetasan mereka dengan ketara, dan anak ayam yang muncul menghadapi beberapa masalah yang menggalakkan kesihatan. Para penyelidik juga mendapati bahawa kesan negatif pencemaran bunyi meluas ke dalam burung dewasa. Mengurangkan peluang pembiakan dan mengurangkan kesuburan menunjukkan kesan jangka panjang bunyi lalu lintas terhadap hidupan liar. Hasil kajian menyerlahkan keperluan ...>>

Pembesar suara wayarles Samsung Music Frame HW-LS60D 06.05.2024

Dalam dunia teknologi audio moden, pengeluar berusaha bukan sahaja untuk kualiti bunyi yang sempurna, tetapi juga untuk menggabungkan fungsi dengan estetika. Salah satu langkah inovatif terkini ke arah ini ialah sistem pembesar suara tanpa wayar Samsung Music Frame HW-LS60D yang baharu, dipersembahkan pada acara World of Samsung 2024. Samsung HW-LS60D bukan sekadar sistem pembesar suara, ia adalah seni bunyi gaya bingkai. Gabungan sistem 6 pembesar suara dengan sokongan Dolby Atmos dan reka bentuk bingkai foto yang bergaya menjadikan produk ini sebagai tambahan yang sempurna untuk mana-mana bahagian dalam. Samsung Music Frame baharu menampilkan teknologi canggih termasuk Audio Adaptif yang menyampaikan dialog yang jelas pada mana-mana tahap kelantangan, dan pengoptimuman bilik automatik untuk penghasilan semula audio yang kaya. Dengan sokongan untuk sambungan Spotify, Tidal Hi-Fi dan Bluetooth 5.2, serta penyepaduan pembantu pintar, pembesar suara ini bersedia untuk memuaskan hati anda. ...>>

Cara Baharu untuk Mengawal dan Memanipulasi Isyarat Optik 05.05.2024

Dunia sains dan teknologi moden berkembang pesat, dan setiap hari kaedah dan teknologi baharu muncul yang membuka prospek baharu untuk kita dalam pelbagai bidang. Satu inovasi sedemikian ialah pembangunan oleh saintis Jerman tentang cara baharu untuk mengawal isyarat optik, yang boleh membawa kepada kemajuan ketara dalam bidang fotonik. Penyelidikan baru-baru ini telah membolehkan saintis Jerman mencipta plat gelombang yang boleh disesuaikan di dalam pandu gelombang silika bersatu. Kaedah ini, berdasarkan penggunaan lapisan kristal cecair, membolehkan seseorang menukar polarisasi cahaya yang melalui pandu gelombang dengan berkesan. Kejayaan teknologi ini membuka prospek baharu untuk pembangunan peranti fotonik yang padat dan cekap yang mampu memproses jumlah data yang besar. Kawalan elektro-optik polarisasi yang disediakan oleh kaedah baharu boleh menyediakan asas untuk kelas baharu peranti fotonik bersepadu. Ini membuka peluang besar untuk ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Mikroflora usus menjejaskan kesihatan dan mood kita 12.01.2017

Ahli fisiologi dari Universiti Zaragoza (Sepanyol) dan Exeter (UK), yang diketuai oleh Profesor Jose E Mesonero, telah menemui mekanisme yang mana mikroflora usus mempengaruhi kesihatan dan mood kita.

Mengeksperimen pertama dalam sel kultur dan kemudian pada tikus, penulis mendapati bahawa protein TLR2, pengesan kesihatan usus yang penting, mengawal tahap serotonin. "hormon rasa baik" ini adalah neurotransmitter yang menyampaikan isyarat ke otak dan pada masa yang sama mengawal pengecutan usus.

Penemuan ini membolehkan kita memahami dengan lebih baik pengaruh kompleks mikroflora usus terhadap pelbagai aspek fisiologi kita. Sebagai contoh, disfungsi TLR2 sebelum ini telah ditunjukkan membawa kepada keradangan usus yang teruk. Penyembuhan yang berkesan kini boleh didapati untuk penyakit ini dan penyakit lain.

Berita menarik lain:

▪ Tapak yang tidak pernah tergelincir

▪ Penderia gentian optik untuk keselamatan kereta api

▪ Jenis biomolekul baharu ditemui

▪ Cip ReRAM 32 Gb

▪ Bas amfibia

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian tapak Pengatur kuasa, termometer, termostabilizer. Pemilihan artikel

▪ pasal Undang-undang tanah. katil bayi

▪ artikel Bagaimana kopi mempengaruhi orang? Jawapan terperinci

▪ artikel Panduan untuk memasuki garaj. Pengangkutan peribadi