Szinte minden modern ember legalább hallotta, hogy a tranzisztorokat széles körben használják a különféle elektronikus és elektromos eszközökben. Az elektronika szakemberei tudják, hogy a tranzisztorokat bipolárisra és mezőre osztják. A kettő közötti fő különbség az, hogy a bipoláris tranzisztorokat egy áram vezérli az alapjukhoz, míg a terepi tápfeszültség táplálja, amelynek potenciálja ezek kapujára hat elemek.
Van egy másik típusú tranzisztor is, amelyet a 70-es évek végén fejlesztettek ki. múlt században, és IGBT-nek hívják. Ez a félvezető eszköz ötvözi a bipoláris tranzisztor és a térhatású tranzisztor alapvető jellemzőit: felépítésében hasonló a bipoláris eszközhöz, de feszültségvezérelt. Ez az érdekes tulajdonság annak köszönhető, hogy a kaput, mint vezérlő elektródát, hőszigetelté teszik.
IGBT struktúra
Belső felépítése szempontjából az IGBT összetett szerkezetként készül, és egy mező hatású tranzisztor és egy bipoláris tranzisztor kombinációja. A szerkezet bipoláris része átveszi az energiafüggvényeket, míg a terepi elem a vezérlési funkciókat hajtja végre. Két elektróda nevét kölcsönzik a bipoláris elem: a kollektor és az emitter, és a terepen - a vezérlő elektródát kapunak hívják.
A szerkezet mindkét fő blokkja egyetlen egészet alkot, és összekapcsolódnak az 1. ábrán látható módon. Ebből következik, hogy az IGBT tranzisztor a jól ismert Darlington áramkör fejlesztésének tekinthető, két bipoláris tranzisztorból megvalósítva.
Előnyök
Az IGBT elemekben használt fő blokkok kölcsönhatásának sémája lehetővé teszi az egyik kizárását az erős bipoláris tranzisztor fő hátrányai: viszonylag kicsi nyereség a jelenlegi. Így a kulcselemek összeállításakor a vezérlő áramkörök szükséges teljesítménye jelentősen csökken.
A bipoláris szerkezet IGBT-tranzisztorban történő alkalmazása erőként kiküszöböli a telítettségi hatást, ami észrevehetően megnöveli a reakció sebességét. Ugyanakkor a maximális üzemi feszültség növekszik, és csökken az alapállapotú energiaveszteség. Az ilyen típusú legfejlettebb elemek több száz amper áramot kapcsolnak, és az üzemi feszültség több tíz kHz üzemi frekvencián eléri a több ezer voltot.
Az IGBT tranzisztor felépítése és hatóköre
Kialakításánál fogva, ahogy a 2. ábra mutatja, az IGBT tranzisztor hagyományos kialakítású, támogatja közvetlen felszerelés radiátorra, és nem igényel változtatásokat az áramkörök tervezésében és beépítési technológiájában sem elektronika.
Magától értetődik, hogy az IGBT-k beépíthetők modulokba. Ezek egyikére a 3. ábra mutat be példát.
Az IGBT alkalmazások fókuszterületei:
- impulzus típusú tápegységek egyenárammal;
- elektromos hajtásvezérlő rendszerek;
- a hegesztőáram forrásai.
A különféle berendezések hagyományos és szünetmentes tápegységeivel együtt az IGBT tranzisztorok vonzóak az elektromos szállítás számára, mivel lehetővé teszi a vonóerő nagy pontosságú vezérlését, és kiküszöböli a mechanikusan vezérelt rendszerekre jellemző rángásokat, amikor mozgalom.