O que é um transistor IGBT?

Paralelamente ao estudo das propriedades dos semicondutoreshouve também um aprimoramento na tecnologia de fabricação de dispositivos baseados neles. Aos poucos, novos elementos com bom desempenho surgiram. O primeiro transistor IGBT apareceu em 1985 e combinou as propriedades únicas das estruturas bipolares e de campo. Como se viu, esses dois tipos de dispositivos semicondutores conhecidos na época podem muito bem "se dar bem". Foram eles que formaram a estrutura que se tornou inovadora e aos poucos ganhou imensa popularidade entre os projetistas de circuitos eletrônicos. A própria abreviatura IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) fala da criação de um circuito híbrido baseado em transistores bipolares e de efeito de campo. Ao mesmo tempo, a capacidade de trabalhar com grandes correntes nos circuitos de potência de uma estrutura foi combinada com uma alta impedância de entrada de outra.

O IGBT moderno é diferente de seuantecessor. O fato é que a tecnologia de sua produção tem melhorado gradativamente. Desde o surgimento do primeiro elemento com tal estrutura, seus parâmetros principais mudaram para melhor:

• A tensão comutada cresceu de 1000V para 4500V.Isso possibilitou o uso de módulos de potência ao trabalhar em circuitos de alta tensão. Módulos e elementos discretos tornaram-se mais confiáveis ​​para trabalhar com indutância no circuito de potência e mais protegidos de ruídos de impulso.
• A corrente comutada para elementos discretos aumentouaté 600A discreto e até 1800A modular. Isso tornou possível alternar circuitos de corrente de alta potência e usar um transistor IGBT para trabalhar com motores, aquecedores, várias instalações industriais, etc.
• A queda de tensão direta no estado aberto caiu para 1V. Isso permitiu reduzir a área dos radiadores de dissipação de calor e, ao mesmo tempo, reduzir o risco de falha por colapso térmico.
• Frequência de comutação em dispositivos modernosatinge 75 Hz, o que permite que sejam usados ​​em esquemas de controle de acionamento elétrico inovadores. Em particular, eles são usados ​​com sucesso em conversores de frequência. Esses dispositivos são equipados com um controlador PWM, que funciona em conjunto com um módulo, cujo elemento principal é um transistor IGBT. Os conversores de frequência estão substituindo gradualmente os esquemas de controle de acionamento elétrico tradicional.
• O desempenho do dispositivo também aumentou significativamente.Os IGBTs modernos têm di / dt = 200μs. Isso se refere ao tempo necessário para ativar / desativar. Em comparação com as primeiras amostras, o desempenho aumentou cinco vezes. Um aumento neste parâmetro afeta a possível frequência de chaveamento, o que é importante quando se trabalha com dispositivos que implementam o princípio de controle PWM.

Os circuitos eletrônicos também foram aprimorados,que controlava o transistor IGBT. Os principais requisitos impostos a eles foram garantir a comutação segura e confiável do dispositivo. Eles devem levar em consideração todos os pontos fracos do transistor, em particular, seu "medo" de sobretensão e eletricidade estática.