Hvad er en isoleret gate bipolar transistor?
På sit enkleste niveau er en isoleret gate bipolar transistor (IGBT) en switch, der bruges til at tillade strømstrømning, når den er tændt, og for at stoppe strømstrømmen, når den er slukket. En IGBT er en solid-state-enhed, hvilket betyder, at den ikke har bevægelige dele. I stedet for at åbne og lukke en fysisk forbindelse, betjenes den ved at anvende spænding på en halvlederkomponent, kaldet basen, som ændrer dens egenskaber for at skabe eller blokere en elektrisk sti.
Den mest åbenlyse fordel ved denne teknologi er, at der ikke er nogen bevægelige dele at slides. Solid-state-teknologi er dog ikke perfekt. Der er stadig problemer med elektrisk modstand, effektkrav og endda den tid, der kræves for at skiftet til at betjene.
En isoleret gate-bipolær transistor er en forbedret type transistor, der er konstrueret til at minimere nogle af ulemperne ved en konventionel faststof-transistor. Det tilbyder den lave modstand og hurtig hastighed, når man tænder for, der findes i et kraftmetal-oxid-semiconductor-felt-effekt-transiStor (MOSFET), skønt det er lidt langsommere at slukke. Det kræver heller ikke en konstant kilde til spænding, som andre typer transistorer gør.
Når en IGBT er tændt, påføres spænding på porten. Dette danner kanalen for den elektriske strøm. Basestrømmen leveres derefter og strømmer gennem kanalen. Dette er i det væsentlige identisk med, hvordan en MOSFET fungerer. Undtagelsen fra dette er, at konstruktion af den isolerede gate bipolære transistor påvirker, hvordan kredsløbet slukker.
En isoleret gate -bipolær transistor har et andet underlag eller basismateriale end en MOSFET. Substratet giver vejen til elektrisk jord. En MOSFET har et N+ -substrat, mens et IGBTs substrat er P+ med en N+ -buffer på toppen.
Dette design påvirker den måde, afbryderen slukker i en IGBT, ved at lade det forekomme i to faser. Først falder strømmen meget hurtigt. For det andet en effektKaldet rekombination forekommer, hvor N+ -bufferen oven på underlaget eliminerer den lagrede elektriske ladning. Når off switch sker i to trin, tager det lidt længere tid end med en MOSFET.
Deres egenskaber tillader, at IGBT'er fremstilles at være mindre end konventionelle MOSFET'er. En standard bipolar transistor kræver lidt mere halvlederoverfladeareal end IGBT; En MOSFET kræver mere end dobbelt så meget. Dette reducerer omkostningerne til at producere IGBT'er markant og gør det muligt for flere af dem at blive integreret i en enkelt chip. Strømbehovet til betjening af en isoleret gate bipolar transistor er også lavere end med andre applikationer.