Was ist ein bipolarer Transistor für isolierte Gate?

Auf der einfachsten Ebene ist ein isolierter bipolarer Transistor (IGBT) ein Switch, mit dem der Stromfluss eingeschaltet wird, wenn er eingeschaltet ist, und um den Stromfluss zu stoppen, wenn er ausgeschaltet ist. Ein IGBT ist ein Festkörpergerät, was bedeutet, dass es keine beweglichen Teile hat. Anstatt eine physische Verbindung zu öffnen und zu schließen, wird sie betrieben, indem Spannung auf eine Halbleiterkomponente angewendet wird, die als Basis bezeichnet wird und seine Eigenschaften um einen elektrischen Pfad zu erstellen oder zu blockieren. Solid-State-Technologie ist jedoch nicht perfekt. Es gibt immer noch Probleme mit elektrischem Widerstand, Leistungsanforderungen und sogar der Zeit, die für den Schalter erforderlich ist. Es bietet den niedrigen Widerstand und die schnelle Geschwindigkeit beim Einschalten in einem Power-Metal-Oxid-Semiconductor Field-Effect-TransiStor (MOSFET), obwohl es etwas langsamer ausschaltet. Es erfordert auch keine konstante Spannungsquelle, wie es andere Transistorenarten tun.

Wenn ein IGBT eingeschaltet wird, wird die Spannung auf das Tor angewendet. Dies bildet den Kanal für den elektrischen Strom. Der Basisstrom wird dann geliefert und fließt durch den Kanal. Dies ist im Wesentlichen identisch mit der Funktionsweise eines MOSFET. Die Ausnahme ist, dass der Bau des bipolaren Transistors des isolierten Gate beeinflusst, wie sich die Schaltung ausschaltet.

Ein isoliertes Gate -Transistor hat ein anderes Substrat oder ein Basismaterial als ein MOSFET. Das Substrat liefert den Weg zum elektrischen Boden. Ein MOSFET hat ein N+ -Substrat, während ein IGBT -Substrat P+ mit einem N+ -Puffer oben ist.

Dieses Design wirkt sich auf die Art und Weise aus, wie der Schalter in einem IGBT ausgeschaltet wird, indem er in zwei Phasen erfolgt. Erstens fällt der Strom sehr schnell ab. Zweitens ein EffektDie als Rekombination bezeichnete Aufschrift tritt auf, in der der N+ -Puffer auf dem Substrat die gespeicherte elektrische Ladung beseitigt. Wenn der Ausschalter in zwei Schritten stattfindet, dauert es etwas länger als bei einem MOSFET.

ihre Eigenschaften ermöglichen es IGBTs, hergestellt zu werden als herkömmliche MOSFETs. Ein bipolarer Standard -Transistor benötigt etwas mehr Halbleiteroberfläche als die IGBT. Ein MOSFET erfordert mehr als doppelt so viel. Dies senkt die Kosten für die Herstellung von IGBTs erheblich und ermöglicht es, mehr von ihnen in einen einzelnen Chip integriert zu werden. Der Strombedarf für den Betrieb eines isolierten Bipolartransistors ist ebenfalls niedriger als bei anderen Anwendungen.