O que é um transistor bipolar de portão isolado?
No seu nível mais simples, um transistor bipolar de porta isolado (IGBT) é um comutador usado para permitir o fluxo de energia quando estiver ligado e para interromper o fluxo de energia quando estiver desligado. Um IGBT é um dispositivo de estado sólido, o que significa que não possui peças móveis. Em vez de abrir e fechar uma conexão física, ela é operada aplicando tensão a um componente semicondutor, chamado de base, que altera suas propriedades para criar ou bloquear um caminho elétrico. A tecnologia de estado sólido não é perfeito, no entanto. Ainda existem problemas com resistência elétrica, requisitos de energia e até o tempo necessário para a operação do interruptor. Oferece baixa resistência e velocidade rápida ao ativar o encontrado em um transi de efeito de campo de óxido-óxido-óxido-semicondutorStor (MOSFET), embora seja um pouco mais lento para desligar. Também não requer uma fonte constante de tensão da maneira como outros tipos de transistores. Isso forma o canal para a corrente elétrica. A corrente base é então fornecida e flui através do canal. Isso é essencialmente idêntico à maneira como um MOSFET opera. A exceção a isso é que a construção do transistor bipolar isolado afeta como o circuito é desligado.
Um transistor bipolar de porta isolado possui um substrato diferente ou material base do que um MOSFET. O substrato fornece o caminho para o solo elétrico. Um MOSFET possui um substrato N+, enquanto o substrato de um IGBT é P+ com um buffer N+ no topo.
Esse design afeta a maneira como o interruptor é desligado em um IGBT, permitindo que ele ocorra em duas etapas. Primeiro, a corrente cai muito rapidamente. Segundo, um efeitoO ocorre uma recombinação chamada, durante a qual o tampão N+ na parte superior do substrato elimina a carga elétrica armazenada. Com o interruptor desligado acontecendo em duas etapas, leva um pouco mais de mais do que com um MOSFET.
Suas propriedades permitem que os IGBTs sejam fabricados menores que os MOSFETs convencionais. Um transistor bipolar padrão requer uma área de superfície semicondutores que o IGBT; Um MOSFET requer mais que o dobro. Isso reduz significativamente o custo para produzir IGBTs e permite que mais delas sejam integradas a um único chip. O requisito de energia para operar um transistor bipolar de portão isolado também é menor do que com outras aplicações.