עקרון העבודה של טרנזיסטור דו קוטבי שער מבודד (IGBT)

טרנזיסטור דו-קוטבי של שער מבודד (IGBT) הוא התקן מוליכים-למחצה המונעים במתח-מרוכב במלואו, המשלב את עכבת הכניסה הגבוהה של MOSFETs עם ירידת מתח ההולכה הנמוכה של GTRs.

 

מבנה ליבה ומנגנון נהיגה
מבנה מרוכב של שלושה-טרמינלים: ה-IGBT מורכב משער, קולט ופליט, המקבילים פנימית ל-MOSFET המניע טרנזיסטור דו-קוטבי (PNP).

מאפיינים מבוקרים במתח-: כמכשיר מבוקר-מתח, מתח הנעת השער המומלץ הוא 15V ± 1.5V, עם עכבת כניסה גבוהה והספק נהיגה נמוך.

 

הפעל-וכבה-מנגנון
תהליך הפעלה-: כאשר מופעל מתח קדימה העולה על הסף בין השער לפולט, נוצר ערוץ בתוך ה-MOSFET, המספק זרם בסיס לטרנזיסטור PNP ומפעיל את ה-IGBT. בשלב זה, אפקט אפנון המוליכות מנוצל; חורים מוזרקים לאזור N כדי להפחית את ההתנגדות, ולהשיג מפל מתח נמוך במצב-.

תהליך כיבוי-: כאשר מופעל מתח הפוך על השער או הסרת האות, ערוץ MOSFET נעלם, זרם הבסיס מנותק וה-IGBT נכבה. במהלך כיבוי-, קיימת תופעת זרם זנב הדורשת עיצוב אופטימלי כדי להפחית הפסדים.

 

מאפיינים ויישומים עיקריים
מאפיינים חשמליים: מתאים לאזורים עם עמידה במתח מעל 600V, זרם מעל 10A ותדר מעל 1kHz, המשלב ביצועים במהירות גבוהה- עם התנגדות נמוכה.

תחומי יישום: משמש בעיקר בממירים פוטו-וולטאיים, מערכות בקרה אלקטרוניות לרכבי אנרגיה חדשים, ציוד המרת תדרים תעשייתי וחימום אינדוקציה.