آی جی بی تی چیست؟
آی جی بی تی ، یعنی ترانزیستور دوقطبی گیت ایزوله که با سه ترمینال و مناسب برای سوئیچینگ فست با راندمان بالا که در بسیاری از دستگاههای الکترونیکی استفاده میشود.
یکی از محبوبت ترین و پرکاربردترین قطعاتی که در دستگاههای سوئیچ الکترونیکی قدرت استفاده میشود، شامل Bipolar Junction Transistor BJT و ماسفت MOSFET هستند که به دلیل محدودیت هایی که دارند برای کاربردهای جریان بسیار بالا، مورد استفاده قرار میگیرند. ما در این مبحث به معرفی آی جی بی تی IGBT میپردازیم و در مورد نحوه کارکد آن توضیح میدهیم ، درواقع این قطعه الکترونیکی صنعتی ترکیبی از BJT و MOSFET میباشد.
IGBT ، مخفف کلمه Insulated Gate Bipolar Transistor ، یعنی ترانزیستور دوقطبی گیت ایزوله است. جزیی از خانواده ی نیمههادی ها است با سه ترمینال که مناسب برای سوئیچینگ فست با راندمان بالا که در بسیاری از دستگاههای الکترونیکی استفاده میشود. این دستگاهها بیشتر در تقویت کنندهها برای سوئیچینگ/پردازش موجهای پراکنده پیچیده با مدولاسیون پالس عرضی PWM استفاده میشوند. همانطور که در شکل میبینید طرف ورودی نشان دهنده ماسفت با ترمینال Gate که ترمینال کنترلی و طرف خروجی نشان دهنده BJT با ترمینال Collector و Emitterکه ترمینالهای رسانایی شناخته میشود.
مدار داخلی IGBT
شکل زیر نشان میدهد که , مدار آی جی بی تی , متشکل از دو ترازنیستور PNP، NPN و یک ماسفت است. آی جی بی تی ولتاژ اشباع کم یک ترازیستور را با امپندانس ورودی بالا و سرعت سوئیچینگ ماسفت، ترکیب میکند. نتیجه حاصل از این ترکیب، ویژگیهای رسانایی و سوئیچینگ خروجی یک ترانزیستور دو قطبی را ارایه میدهد و ولتاژ مانند ماسفت کنترل میشود.
نحوه کارکرد آی جی بی تی
جهت درک عملکرد IGBT ولتاژ منبع VG را در نظر بگیرید که سر مثبت آن به ترمینال گیت و سر دیگر آن با Emitter در اتصال است. ولتاژ دیگر منبع VCC را در نظر بگیرید، که در امتداد بین Emitter و Collector قرار دارد، جایی که Collector نسبت به Emitter مثبت نگه داشته میشود. به دلیل ولتاژ VCC اتصال J1 بایاس مستقیم، درحالیکه اتصال J2 بایاس معکوس است. از آنجایی که J2 در بایاس معکوس است، هیچ جریانی در داخل IGBT (از Collector به Emitter) وجود ندارد.
در ابتدا، فرض کنید هیچ ولتاژی به ترمینال گیت اعمال نمیشود، در این مرحله آی جی بی تی در حالت غیررسانایی خواهد بود. حال اگر ولتاژ اعمال شده به Gate را به مرور افزایش دهیم، به دلیل اثر خازنی روی لایه SiO2 ، یونهای منفی روی لایه بالایی و یونهای مثبت روی لایه پایینی SiO2 جمع میشوند. این امر موجب جمع شدن حامل با بارهای منفی در منطقه P میشود، ولتاژ گیت بیشتر نسبت به حامل با بارهای منفی بیشتر است. بنابراین یک کانال بین اتصال J2 تشکیل میشود که اجازه شار جریان از Collector به Emitter را میدهد. همانطور که تصویر نشان میدهد هر قدر که ولتاژ اعمال شده به گیت افزایش یابد، شار جریان از کلکتور ب امیتر هم افزایش مییاد.
کاربردهای IGBT
- درایو موتورهای AC و DC
- سیستم UPS
- منبع تغذیه حالت سوئیچینگ SMPS
- کنترل موتور کششی و گرمایش القایی
- اینوترها
و در نهایت برای ترکیب گیت ایزوله FET جهت کنترل ورودی و یک ترانزیستور دو قطبی به عنوان یک سوئیچ در یک سیگنال واحد، کاربرد دارد.
IGBT SEMIKRON SKiM601GD126DM
IGBT SEMIKRON SKiM601GD126DM یک ماژول قدرت نیمه هادی است که توسط شرکت Semikron تولید شده است. این ماژول شامل یک ترانزیستور IGBT و یک دیود سریع بازیابی (FRD) در یک بسته بندی واحد است.
مشخصات کلیدی
- IGBT: ترانزیستور با گیت شیاردار و لایه توقف میدان
- دیود: دیود سریع بازیابی نرم
- ولتاژ کلکتور-امیتر (VCE): 1200 ولت
- جریان کلکتور مداوم (IC): 450 آمپر
- دمای کاری: تا 150 درجه سانتی گراد
- کاربردها: منبع تغذیه سوئیچینگ، اینورترهای سه فاز برای کنترل سرعت موتورهای AC
ویژگی ها
- ساختار ترانچ گیت با لایه توقف میدان برای بهبود عملکرد سوئیچینگ
- بسته بندی کم القایی برای کاهش تلفات سوئیچینگ
- دیودهای سریع بازیابی نرم برای بهبود عملکرد دیود
- سرامیک DCB (Direct Copper Bonded) برای عایق بندی
- تکنولوژی تماس فشاری برای تماس های حرارتی
- سیستم تماس فنری برای اتصال PCB درایور به ترمینال های کنترل
- سنسور دمای داخلی
کاربردها
- منبع تغذیه سوئیچینگ
- اینورترهای سه فاز برای کنترل سرعت موتورهای AC
نقد و بررسیها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.