Hva er en isolert gate -bipolar transistor?
På det enkleste nivået er en isolert gate -bipolar transistor (IGBT) en bryter som brukes for å tillate strømstrømmen når den er på og for å stoppe strømmen når den er av. En IGBT er en solid-state-enhet, som betyr at den ikke har noen bevegelige deler. I stedet for å åpne og lukke en fysisk forbindelse, betjenes den ved å påføre spenning på en halvlederkomponent, kalt basen, som endrer dens egenskaper for å skape eller blokkere en elektrisk bane.
Den mest åpenbare fordelen for denne teknologien er at det ikke er noen bevegelige deler å slite ut. Solid-state-teknologi er imidlertid ikke perfekt. Det er fremdeles problemer med elektrisk motstand, strømbehov og til og med tiden som kreves for at bryteren skal fungere.
En isolert port bipolar transistor er en forbedret type transistor konstruert for å minimere noen av ulempene med en konvensjonell faststofftransistor. Det gir lav motstand og rask hastighet når du slår på funnet i en kraftmetall-oksid-halvlederfelt-effekt-transistore (MOSFET), selv om det er litt tregere å slå av. Det krever heller ikke en konstant spenningskilde slik andre typer transistorer gjør.
Når en IGBT er slått på, påføres spenningen på porten. Dette danner kanalen for den elektriske strømmen. Basisstrømmen blir deretter levert og strømmer gjennom kanalen. Dette er i hovedsak identisk med hvordan en MOSFET fungerer. Unntaket fra dette er at konstruksjon av den isolerte gate bipolare transistoren påvirker hvordan kretsen slår seg av.
En isolert portbipolar transistor har et annet underlag, eller basismateriale, enn en MOSFET. Underlaget gir banen til elektrisk grunn. En MOSFET har et N+ -substrat, mens et IgBTs underlag er P+ med en N+ -buffer på toppen.
Denne designen påvirker måten bryteren slås av i en IGBT, ved å la den oppstå i to trinn. Først synker strøm veldig raskt. For det andre en effektKalt rekombinasjon skjer, hvor N+ -bufferen på toppen av underlaget eliminerer den lagrede elektriske ladningen. Når OFF -bryteren skjer i to trinn, tar det litt lengre tid enn med en MOSFET.
Egenskapene deres gjør at IGBT -er kan produseres å være mindre enn konvensjonelle MOSFET -er. En standard bipolar transistor krever litt mer halvlederoverflate enn IGBT; En MOSFET krever mer enn dobbelt så mye. Dette reduserer kostnadene for å produsere IGBT -er betydelig og lar flere av dem integreres i en enkelt brikke. Strømbehovet for å betjene en isolert gate -bipolar transistor er også lavere enn med andre bruksområder.