Co to jest tranzystor IGBT?

Równolegle z badaniem właściwości półprzewodnikównastąpiła poprawa technologii wytwarzania opartych na nich urządzeń. Stopniowo pojawiały się wszystkie nowe elementy o dobrej wydajności. Pierwszy tranzystor IGBT pojawił się w 1985 roku i połączył unikalne właściwości struktury bipolarnej i polowej. Jak się okazało, te dwa typy urządzeń półprzewodnikowych znane w tamtym czasie mogą się dobrze „dogadać”. Utworzyli strukturę, która stała się innowacyjna i stopniowo zyskała ogromną popularność wśród twórców układów elektronicznych. Sam skrót IGBT (tranzystory bipolarne z izolowaną bramką) odnosi się do stworzenia obwodu hybrydowego opartego na tranzystorach bipolarnych i polowych. Jednocześnie zdolność do pracy z dużymi prądami w obwodach mocy jednej struktury została połączona z wysoką rezystancją wejściową innej.

Nowoczesny tranzystor IGBT różni się od swojegopoprzednik. Faktem jest, że technologia ich produkcji była stopniowo ulepszana. Od czasu pojawienia się pierwszego elementu o takiej strukturze jego główne parametry zmieniły się na lepsze:

• Zwiększono napięcie przełączania z 1000 V do 4500 V.To pozwoliło na zastosowanie modułów mocy podczas pracy w obwodach wysokiego napięcia. Dyskretne elementy i moduły stały się bardziej niezawodne w pracy z indukcyjnością w obwodzie mocy i bardziej chronione przed szumem impulsowym.
• Zwiększony prąd przełączany dla elementów dyskretnychdo 600 A w układzie dyskretnym i do 1800 A w konstrukcji modułowej. Umożliwiło to przełączanie obwodów prądowych dużej mocy i stosowanie tranzystora IGBT do pracy z silnikami, grzejnikami, różnymi instalacjami przemysłowymi itp.
• Bezpośredni spadek napięcia w stanie otwartym spadł do 1 V. Pozwoliło to zmniejszyć powierzchnię grzejników radiacyjnych, a jednocześnie zmniejszyć ryzyko awarii z powodu awarii termicznej.
• Częstotliwość przełączania w nowoczesnych urządzeniachosiąga 75 Hz, co pozwala na stosowanie ich w innowacyjnych obwodach sterowania napędem. W szczególności są z powodzeniem stosowane w przetwornicach częstotliwości. Takie urządzenia są wyposażone w kontroler PWM, który działa w połączeniu z modułem, którego głównym elementem jest tranzystor IGBT. Przetwornice częstotliwości stopniowo zastępują tradycyjne obwody sterowania napędem.
• Wydajność urządzenia również znacznie wzrosła.Nowoczesne IGBT mają di / dt = 200 μs. Odnosi się to do czasu potrzebnego na włączenie / wyłączenie. W porównaniu do pierwszych próbek, wydajność wzrosła pięciokrotnie. Wzrost tego parametru wpływa na możliwą częstotliwość przełączaną, co jest ważne przy pracy z urządzeniami, które realizują zasadę sterowania PWM.

Również ulepszone i obwody elektroniczne,który kontrolował tranzystor IGBT. Główne wymagania, które mają do nich zastosowanie, to zapewnienie bezpiecznego i niezawodnego przełączania urządzeń. Muszą brać pod uwagę wszystkie słabości tranzystora, w szczególności jego „strach” przed przepięciem i elektrycznością statyczną.