Principi de funcionament del transistor bipolar de porta aïllada (IGBT)

El transistor bipolar de porta aïllada (IGBT) és un dispositiu semiconductor de potència accionat per -tensió controlada-compost que combina l'alta impedància d'entrada dels MOSFET amb la baixa caiguda de tensió de conducció dels GTR.

 

Estructura bàsica i mecanisme de conducció
Estructura composta de tres-terminals: l'IGBT consta d'una porta, un col·lector i un emissor, equivalents internament a un MOSFET que condueix un transistor bipolar (PNP).

Característiques de control de tensió-: com a dispositiu controlat de tensió-, la tensió de conducció recomanada de la porta és de 15 V ± 1,5 V, amb una alta impedància d'entrada i una baixa potència de conducció.

 

Activa-i desactiva-el mecanisme
Procés d'activació-: quan s'aplica una tensió directa que supera el llindar entre la porta i l'emissor, es forma un canal dins del MOSFET, proporcionant corrent de base al transistor PNP i activant l'IGBT. En aquest moment, s'utilitza l'efecte de modulació de la conductivitat; s'injecten forats a la regió N per reduir la resistivitat, aconseguint una baixa caiguda de tensió a l'-estat.

Procés d'apagament-: quan s'aplica una tensió inversa a la porta o s'elimina el senyal, el canal MOSFET desapareix, es talla el corrent base i s'apaga l'IGBT. Durant l'apagat-, hi ha un fenomen de corrent de cua que requereix un disseny optimitzat per reduir les pèrdues.

 

Principals característiques i aplicacions
Característiques elèctriques: apte per a regions amb tensió de suport superior a 600 V, corrent superior a 10 A i freqüència superior a 1 kHz, combinant un rendiment d'alta-velocitat amb una resistència baixa.

Camps d'aplicació: S'utilitza principalment en inversors fotovoltaics, sistemes de control electrònic de vehicles d'energia nova, equips de conversió de freqüència industrial i calefacció per inducció.