Czym jest izolowany tranzystor dwubiegunowy?

Na najprostszym poziomie izolowana transystor bipolarny (IGBT) to przełącznik używany do umożliwienia przepływu mocy, gdy jest włączony i zatrzymał przepływ mocy, gdy jest wyłączony.IGBT to urządzenie z pobytu stałego, co oznacza, że nie ma ruchomych części.Zamiast otwierania i zamykania fizycznego połączenia, jest ono obsługiwane przez zastosowanie napięcia do komponentu półprzewodnika, zwanego podstawą, który zmienia jego właściwości, aby stworzyć lub zablokować ścieżkę elektryczną.

Najbardziej oczywistą zaletą tej technologii jest to, że nie maruchome części do zużycia.Technologia półprzewodnikowa nie jest jednak idealna.Nadal występują problemy z oporem elektrycznym, wymaganiami mocy, a nawet czasem wymaganym do działania przełącznika.

Izolowana transystor dwubiegunowy jest ulepszonym rodzajem tranzystora zaprojektowanego w celu zminimalizowania niektórych wad konwencjonalnego tranzystora stanu stałego.Oferuje niską oporność i szybką prędkość podczas włączania się w tranzystor pola w polu (MOSFET), choć nieco wolniej jest go wyłączyć.Nie wymaga również stałego źródła napięcia, jak robią to inne typy tranzystorów.

Po włączeniu IGBT, napięcie jest przyłożone do bramy.To tworzy kanał prądu elektrycznego.Prąd podstawowy jest następnie dostarczany i przepływa przez kanał.Jest to zasadniczo identyczne z działaniem MOSFET.Wyjątkiem jest to, że konstrukcja izolowanego tranzystora bipolarnego bramki wpływa na to, jak obwód wyłącza się.

Tranzystor dwubiegunowy izolowany ma inny substrat lub materiał podstawowy niż MOSFET.Podłoże zapewnia ścieżkę do gruntu elektrycznego.MOSFET ma substrat N+, podczas gdy podłoże IGBT to P+ z buforem N+ na górze.

Ta konstrukcja wpływa na sposób wyłączania przełącznika w IGBT, umożliwiając mu wystąpienie w dwóch etapach.Po pierwsze, prąd bardzo szybko spada.Po drugie, występuje efekt zwany rekombinacją, podczas którego bufor N+ na podłożu eliminuje przechowywany ładunek elektryczny.Ponieważ przełącznik OFF ma miejsce w dwóch krokach, trwa to nieco dłużej niż w przypadku MOSFET.

Ich właściwości pozwalają wytwarzać IGBT, aby być mniejsze niż konwencjonalne MOSFET.Standardowy tranzystor dwubiegunowy wymaga nieco większej powierzchni półprzewodnikowej niż IGBT;Mosfet wymaga więcej niż dwa razy więcej.To znacznie obniża koszty produkcji IGBT i pozwala na zintegrowanie większej liczby z nich z pojedynczym układem.Wymaganie zasilania do obsługi izolowanego tranzystora bipolarnego bramki jest również niższe niż w przypadku innych zastosowań.