קונספט עיצוב טרנזיסטור דו קוטבי שער מבודד

תפיסת העיצוב של הטרנזיסטור הדו-קוטבי של השער המבודד (IGBT) מתמקדת בשילוב היתרונות של MOSFETs הספק וטרנזיסטורי צומת דו-קוטביים (BJT/GTR) כדי להתגבר על המגבלות של מכשיר בודד ביישומי זרם-גבוהים וגבוהים{{1}.

 

קונספט עיצובי ליבה

מבנה מורכב, משלים חוזקות וחולשות
IGBT משלב את עכבת הכניסה הגבוהה, הפעולה המונעת במתח- ומאפייני המיתוג המהירים של MOSFET עם ירידה במתח ההולכה הנמוכה וצפיפות הזרם הגבוהה של BJTs, ויוצרים התקן היברידי של "בקרת מתח + הולכה דו-קוטבית".

 

הטמעת אפנון מוליכות להפחתת אובדן הולכה
על ידי הזרקת נושאי מיעוט (חורים) לאזור הסחף N⁻, אפקט אפנון המוליכות מפחית באופן משמעותי את התנגדות המצב-, מה שמאפשר ל-IGBT לשמור על מתח רוויה נמוך (Vce(sat)) אפילו במתח גבוה, עדיפה בהרבה על MOSFETs עם אותו דירוג מתח.

 

מבנה ארבע- אנכי (P⁺/N⁻/P/N⁺) מייעל עמידה במתח ויכולת זרם
תוך שימוש במבנה הולכה אנכית, אזור הסחיפה העבה והמסומם קלות של N⁻ נושא חסימת מתח גבוה, בעוד שהקולטן P⁺ מחדיר חורים ביעילות, מאזן עמידות במתח גבוה ויכולת נשיאת זרם גדולה.

 

בקרת בידוד שער MOS מפשטת את מעגל הנהיגה
השער שולט ביצירת תעלות דרך שכבת בידוד SiO₂ וניתן להניע אותו על ידי מתח שער בלבד, הדורש כוח הנעה מינימלי ומבטל את הצורך בזרם בסיס רציף כמו BJT.

 

תומך בתדר מיתוג גבוה ובצפיפות הספק גבוהה
בהשוואה לתיריסטורים או GTOs, ל-IGBT יש מהירויות מיתוג מהירות יותר (עד טווח של מאה קילו-הרץ), ועם התקדמות טכנולוגית (כגון-דור שביעי של מיקרו-מבני תעלה ושדה-עצירת שדה), צפיפות ההספק ממשיכה לעלות, מה שהופך אותם מתאימים לתרחישים חדשים של אנרגיה-תדר{4} גבוה, כגון תרחישים חדשים של אנרגיה-תדר{4}. ממירים פוטו-וולטאיים, וכונני תדר משתנה תעשייתיים.