O termo IGBT é um dispositivo semicondutor e a sigla do IGBT é transistor bipolar de porta isolada. Consiste em três terminais com uma vasta gama de capacidade de condução de corrente bipolar. Os projetistas do IGBT pensam que é um dispositivo bipolar controlado por tensão com entrada CMOS e saída bipolar. O projeto do IGBT pode ser feito usando os dois dispositivos, como BJT e MOSFET, de forma monolítica. Ele combina os melhores recursos de ambos para obter as características ideais do dispositivo. As aplicações do transistor bipolar de porta isolada incluem circuitos de energia, modulação de largura de pulso , eletrônica de potência, fonte de alimentação ininterrupta e muito mais. Este dispositivo é usado para aumentar o desempenho, eficiência e reduzir o nível de ruído audível. Também é fixado em circuitos conversores de modo ressonante. O transistor bipolar de porta isolada otimizado é acessível para baixa condução e perda de comutação.

Transistor bipolar de porta isolada

O transistor bipolar de porta isolada é um dispositivo semicondutor de três terminais e esses terminais são nomeados como porta, emissor e coletor. Os terminais emissor e coletor do IGBT estão associados a um caminho de condutância e o terminal de porta está associado ao seu controle. O cálculo da amplificação é obtido pelo IGBT é um rádio b / n seu sinal i / p & o / p. Para um BJT convencional, a soma do ganho é quase equivalente ao rádio para a corrente de saída para a corrente de entrada que é denominada como beta. O portão isolado bipolar transistores são usados principalmente em circuitos amplificadores, como MOSFETS ou BJTs.

Dispositivo IGBT

O IGBT é usado principalmente em pequenos circuitos amplificadores de sinal, como BJT ou MOSFET. Quando o transistor combina a perda de condução mais baixa de um circuito amplificador, ocorre uma chave de estado sólido ideal, perfeita para muitas aplicações de eletrônica de potência.

Um IGBT é simplesmente 'LIGADO' e 'DESLIGADO' ativando e desativando seu terminal Gate. Um sinal de tensão + Ve i / p constante entre os terminais de gate e emissor manterá o dispositivo no estado ativo, enquanto a suposição do sinal de entrada fará com que ele seja “OFF” semelhante a BJT ou MOSFET.

Construção Básica do IGBT

A construção básica do IGBT de canal N é fornecida abaixo. A estrutura deste dispositivo é simples e a seção de Si do IGBT é quase semelhante à de uma potência vertical de um MOSFET excluindo a camada de injeção de P +. Ele compartilha a mesma estrutura de porta de semicondutor de óxido metálico e poços P através de regiões de fonte N +. Na construção a seguir, a camada N + consiste em quatro camadas e que estão situadas na parte superior é chamada de fonte e a camada inferior é chamada de coletor ou dreno.

“o que é uma única fase ”

Construção Básica do IGBT

Existem dois tipos de IGBTS, a saber, IGBT sem punção (IGBTS NPT) e IGBT com punção (IGBTs PT). Esses dois IGBTs são definidos como, quando o IGBT é projetado com a camada de buffer N +, ele é chamado de PT IGBT, da mesma forma que quando o IGBT é projetado sem uma camada de buffer N + é chamado de NPT IGBT. O desempenho do IGBT pode ser aumentado pela existência da camada de buffer. A operação de um IGBT é mais rápida do que o BJT e o MOSFET.

Diagrama de circuito de um IGBT

Com base na construção básica do transistor bipolar de porta isolada, um circuito de driver IGBT simples é projetado usando Transistores PNP e NPN , JFET, OSFET, que é fornecido na figura abaixo. O transistor JFET é usado para conectar o coletor do transistor NPN à base do transistor PNP. Esses transistores indicam que o tiristor parasita cria um loop de feedback negativo.

Diagrama de circuito de um IGBT

O resistor RB indica os terminais BE do transistor NPN para confirmar que o tiristor não travou, o que levará ao IGBT travar. O transistor denota a estrutura da corrente entre quaisquer duas células IGBT vizinhas. Isto deixa o MOSFET e suporta a maior parte da tensão. O símbolo do circuito do IGBT é mostrado abaixo, que contém três terminais: emissor, porta e coletor.

Características do IGBT

O transistor bipolar da porta de indução é um dispositivo controlado por tensão, ele só precisa de uma pequena quantidade de tensão no terminal da porta para continuar a condução através do dispositivo

Características do IGBT

Como o IGBT é um dispositivo controlado por voltagem, ele requer apenas uma pequena voltagem no Gate para manter a condução através do dispositivo diferente do BJT, que precisa que a corrente de base seja sempre fornecida em uma quantidade suficiente para manter a saturação.

O IGBT pode alternar a corrente no unidirecional que está na direção direta (coletor para o emissor), enquanto o MOSFET tem capacidade de comutação de corrente bidirecional. Porque, ele é controlado apenas na direção para frente.

O princípio de funcionamento dos circuitos de acionamento de porta para o IGBT é como um MOSFET de potência de canal N. A principal diferença é que a resistência oferecida pelo canal de condução quando a corrente é fornecida pelo dispositivo em seu estado ativo é muito pequena no IGBT. Por causa disso, as classificações da corrente são mais altas quando comparadas com um MOSFET de potência correspondente.

Portanto, isso é tudo sobre Transistor bipolar de porta isolada funcionamento e características. Notamos que é um dispositivo de chaveamento semicondutor que possui uma capacidade de controle como um MOSFET e o / p característico de um BJT. Esperamos que você tenha uma melhor compreensão deste conceito de IGBT. Além disso, qualquer dúvida a respeito das aplicações e vantagens de um IGBT, por favor, dê sua sugestão comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, qual é a diferença entre BJT, IGBT e MOSFET?

Créditos fotográficos: