Arbejdsprincippet for Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)

Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) er en sammensat fuldt-styret spændings-drevet effekthalvlederenhed, der kombinerer MOSFET'ers høje inputimpedans med det lave ledningsspændingsfald af GTR'er.

 

Kernestruktur og kørselsmekanisme
Tre-kompositstruktur: IGBT består af en gate, kollektor og emitter, internt svarende til en MOSFET, der driver en bipolær transistor (PNP).

Spændings-kontrollerede karakteristika: Som en spændings-styret enhed er den anbefalede gate-drivspænding 15V ± 1,5V med høj indgangsimpedans og lav drivkraft.

 

Slå-til og fra-mekanisme
Tænd-proces: Når en fremadgående spænding, der overstiger tærsklen, påføres mellem gate og emitter, dannes der en kanal i MOSFET'en, som leverer basisstrøm til PNP-transistoren og tænder for IGBT. På dette tidspunkt udnyttes konduktivitetsmodulationseffekten; huller sprøjtes ind i N-regionen for at reducere resistiviteten og opnå et lavt spændingsfald i-tilstand.

Sluk-proces: Når en omvendt spænding påføres porten, eller signalet fjernes, forsvinder MOSFET-kanalen, basisstrømmen afbrydes, og IGBT slukker. Under sluk-opstår der et halestrømsfænomen, som kræver optimeret design for at reducere tab.

 

Hovedegenskaber og anvendelser
Elektriske egenskaber: Velegnet til områder med spændingsmodstand over 600V, strømstyrke over 10A og frekvens over 1kHz, der kombinerer høj-hastighedsydelse med lav modstand.

Anvendelsesområder: Anvendes hovedsageligt i fotovoltaiske invertere, elektroniske styresystemer til nye energikøretøjer, industrielt frekvenskonverteringsudstyr og induktionsopvarmning.