Nguyên lý làm việc của Transistor lưỡng cực có cổng cách điện (IGBT)

Transistor lưỡng cực có cổng cách điện (IGBT) là một thiết bị bán dẫn công suất được điều khiển bằng điện áp-được điều khiển hoàn toàn bằng điện áp{1}}kết hợp giữa trở kháng đầu vào cao của MOSFET với độ sụt điện áp dẫn thấp của GTR.

 

Cấu trúc cốt lõi và cơ chế truyền động
Cấu trúc tổng hợp ba{0}}thiết bị đầu cuối: IGBT bao gồm một cổng, bộ thu và bộ phát, bên trong tương đương với MOSFET điều khiển bóng bán dẫn lưỡng cực (PNP).

Đặc điểm điều khiển-điện áp: Là một thiết bị điều khiển-điện áp, điện áp điều khiển cổng được khuyến nghị là 15V ± 1,5V, có trở kháng đầu vào cao và công suất điều khiển thấp.

 

Cơ chế bật-bật và tắt-
Quá trình{0}}bật: Khi đặt điện áp chuyển tiếp vượt quá ngưỡng giữa cổng và bộ phát, một kênh được hình thành trong MOSFET, cung cấp dòng điện cơ bản cho bóng bán dẫn PNP và bật IGBT. Tại thời điểm này, hiệu ứng điều chế độ dẫn được sử dụng; các lỗ được đưa vào vùng N để giảm điện trở suất, đạt được mức giảm điện áp ở trạng thái-thấp.

Quá trình-tắt: Khi đặt điện áp ngược vào cổng hoặc tín hiệu bị loại bỏ, kênh MOSFET biến mất, dòng điện cơ sở bị cắt và IGBT tắt. Trong quá trình-tắt, xuất hiện hiện tượng dòng điện đuôi đòi hỏi phải có thiết kế tối ưu hóa để giảm tổn thất.

 

Đặc điểm và ứng dụng chính
Đặc tính điện: Thích hợp cho những vùng có điện áp chịu được trên 600V, dòng điện trên 10A và tần số trên 1kHz, kết hợp hiệu suất tốc độ cao với điện trở thấp.

Lĩnh vực ứng dụng: Chủ yếu được sử dụng trong bộ biến tần quang điện, hệ thống điều khiển điện tử phương tiện năng lượng mới, thiết bị chuyển đổi tần số công nghiệp và hệ thống sưởi cảm ứng.