Nästan alla moderna personer har åtminstone hört att transistorer används i stor utsträckning i olika elektroniska och elektriska apparater. Experter inom elektronik vet att transistorer är indelade i bipolär och fält. Huvudskillnaden mellan de två är att bipolära transistorer drivs av en ström som tillförs basen, medan fälten matas med spänning, vars potential appliceras på porten till dessa element.
Det finns också en annan typ av transistor som utvecklades i slutet av 70-talet. förra seklet och kallas IGBT. Denna halvledaranordning kombinerar de viktigaste egenskaperna hos en bipolär transistor och en fälteffekttransistor: den liknar sin struktur en bipolär enhet, men är spänningsstyrd. Denna intressanta egenskap uppnås på grund av det faktum att grinden som styrelektrod är isolerad.
IGBT-struktur
Ur synvinkeln för dess interna struktur är IGBT gjord som en sammansatt struktur och är en kombination av en fälteffekt-transistor och en bipolär transistor. Den bipolära delen av strukturen tar över kraftfunktionerna, medan fältelementet implementerar kontrollfunktionerna. Namnen på två elektroder är lånade från det bipolära elementet: samlaren och sändaren, och på fältet - kontrollelektroden kallas grinden.
Båda huvudblocken i strukturen bildar en enda helhet och är sammankopplade som visas i figur 1. Det följer av det att IGBT-transistorn kan betraktas som en utveckling av den välkända Darlington-kretsen, implementerad från två bipolära transistorer.
Fördelar
Interaktionsschemat för dess huvudblock som används i IGBT-element gör det möjligt att eliminera ett av de största nackdelarna med en kraftfull bipolär transistor: en relativt liten förstärkning i nuvarande. Således, när man konstruerar nyckelelement, reduceras styrkretsarnas erforderliga effekt avsevärt.
Användningen av en bipolär struktur i en IGBT-transistor som en kraft eliminerar mättnadseffekten, vilket märkbart ökar dess svarshastighet. Samtidigt ökar den maximala driftspänningen och strömförlusten i tillståndet minskar. De mest avancerade elementen av denna typ växlar strömmar på hundratals ampere, och driftspänningen når flera tusen volt vid driftsfrekvenser upp till flera tiotals kHz.
Design och omfattning av IGBT-transistorn
I sin design, enligt följande i figur 2, har IGBT-transistorn en traditionell design, stöd direktmontering på en kylare och kräver inte heller ändringar i design- och installationstekniken för strömkretsar elektronik.
Det säger sig självt att IGBT kan integreras i moduler. Ett exempel på en av dem visas i figur 3.
Fokusområdena för IGBT-applikationer är:
- källor till puls typ av strömförsörjning med likström;
- elektriska drivsystem;
- svetsströmkällor.
Tillsammans med konventionell och avbrottsfri strömförsörjning av olika utrustning är IGBT-transistorer attraktiva för eltransport, för möjliggöra hög precisionskontroll av dragkraft och eliminera ryck som är typiska för mekaniskt styrda system när rörelse.