Какво е IGBT: Работа, Характеристики на превключване, SOA, Портален резистор, Формули

Опитайте Нашия Инструмент За Премахване На Проблемите





IGBT означава Изолиран портален биполярен транзистор , силов полупроводник, който включва характеристики на MOSFET висока скорост, превключване на порта, зависимо от напрежението, и свойствата на минималното ON съпротивление (ниско напрежение на насищане) на a BJT .

Фигура 1 показва IGBT еквивалентна схема, където биполярен транзистор работи с MOS порта архитект, докато подобната IGBT схема всъщност е смес от MOS транзистор и биполярен транзистор.



IGBT, обещаващи бърза скорост на превключване, заедно с минимални характеристики на напрежение на насищане, се използват в широк диапазон, от търговски приложения, като в устройства за използване на слънчева енергия и непрекъсваемо захранване (UPS), до потребителски електронни полета, като контрол на температурата за индукционни нагреватели , климатична техника PFC, инвертори и стробоскопи за цифрова камера.

Фигура 2 по-долу разкрива оценка между IGBT, биполярен транзистор и вътрешни оформления и атрибути на MOSFET. Основната рамка на IGBT е същата като тази на MOSFET, имащ p + слой, поставен в отводнителната (колекторната) секция, както и допълнителен pn кръстовище.



Поради това, винаги, когато малцинствените носители (отвори) са склонни да се вкарват през p + слоя към n-слоя с модулация на проводимостта, съпротивлението на n-слоя намалява драстично.

Следователно IGBT осигурява намален напрежение на насищане (по-малко ON съпротивление) в сравнение с MOSFET, когато се справя с огромен ток, като по този начин позволява минимални загуби на проводимост.

Като се има предвид това, като се има предвид, че за пътя на изходния поток на дупките, натрупването на малцинствени превозвачи в периодите на изключване е забранено поради специфичния IGBT дизайн.

Тази ситуация поражда явление, известно като опашен ток , при което изключването е забавено. Когато се развие опашен ток, периодът на превключване се забавя и закъснява, повече от този на MOSFET, което води до увеличаване на загубите на време на превключване, по време на периодите на изключване на IGBT.

Абсолютен максимален рейтинг

Абсолютните максимални спецификации са стойностите, определени да гарантират безопасно и стабилно приложение на IGBT.

Пресичането на тези посочени абсолютни максимални стойности дори за момент може да доведе до унищожаване или повреда на устройството, затова, моля, уверете се, че работите с IGBT в рамките на максимално допустимите оценки, както е предложено по-долу.

Статистика за приложенията

Дори ако препоръчителните параметри на приложение като работна температура / ток / напрежение и т.н. се поддържат в рамките на абсолютните максимални стойности, в случай че IGBT често е подложен на прекомерно натоварване (екстремна температура, голямо захранване с ток / напрежение, колебания при екстремни температури и т.н.), трайността на устройството може да бъде сериозно засегната.

Електрически характеристики

Следните данни ни информират относно различните терминологии и параметри, свързани с IGBT, които обикновено се използват за подробно обяснение и разбиране на работата на IGBT.

Ток на колектора, Разсейване на колектора : Фигура 3 демонстрира формата на вълната на температурата на разсейване на колектора на IGBT RBN40H125S1FPQ. Показва се максимално допустимото разсейване на колектора за различни температури на корпуса.

Показаната по-долу формула става приложима в ситуации, когато околната температура TC = 25 градуса по Целзий или повече.

Pc = (Tjmax - Tc) / Rth (j - c)

За условия, при които температурата на околната среда TC е = 25 ℃ или по-ниска, разсейването на IGBT колектора се прилага в съответствие с абсолютния им максимален рейтинг.

Формулата за изчисляване на колекторния ток на IGBT е:

Ic = (Tjmax - Tc) / Rth (j - c) × VCE (sat)

Горното обаче е общата формула, просто е изчисляване на температурата в зависимост от температурата на устройството.

Токът на колектора на IGBT се определя от напрежението на насищане на колектора / емитера VCE (sat), а също и в зависимост от техните текущи и температурни условия.

Освен това, колекторният ток (пик) на IGBT се определя от количеството ток, което той може да обработва, което от своя страна зависи от начина на инсталиране и неговата надеждност.

Поради тази причина на потребителите се препоръчва никога да не надвишават максимално допустимата граница на IGBT, докато ги използват в дадено схемно приложение.

От друга страна, дори ако токът на колектора може да бъде по-нисък от максималния рейтинг на устройството, той може да бъде ограничен от температурата на кръстовището на устройството или зоната на безопасна работа.

Затова не забравяйте да вземете предвид тези сценарии, докато внедрявате IGBT. И двата параметъра, токът на колектора и разсейването на колектора обикновено се определят като максимални оценки на устройството.

Безопасна операционна зона

The

SOA на IGBT се състои от SOA с отклонение напред и SOA с обратно пристрастие, но тъй като конкретният диапазон от стойности може да се различава в съответствие със спецификациите на устройството, на потребителите се препоръчва да проверят фактите, еквивалентни в листа с данни.

Напред пристрастие безопасна операционна зона

Фигура 5 илюстрира зоната за безопасна работа (FBSOA) на IGBT RBN50H65T1FPQ.

SOA е разделен на 4 региона в зависимост от конкретни ограничения, както е посочено по-долу:

  • Площ, ограничена от най-високия номинален импулсен ток на колектора (пик).
  • Площ, ограничена от областта на разсейване на колектора
  • Площ, ограничена от вторичната разбивка. Не забравяйте, че този вид неизправност води до по-тясна безопасна работна зона на IGBT, освен когато устройството разполага с вторичен марж на повреда.
  • Площ, ограничена от максималния колектор до напрежение на емитер VCES.

Безопасна операционна зона за обратно пристрастие

Фигура 6 показва зоната за безопасна работа с обратното пристрастие (RBSOA) на IGBT RBN50H65T1FPQ.

Тази конкретна характеристика работи в съответствие с обратното отклонение SOA на биполярния транзистор.

Когато обратното отклонение, което не включва отклонение, се подава през портата и излъчвателя на IGBT по време на периода му на изключване за индуктивен товар, ние откриваме високо напрежение, подавано към колектор-излъчвателя на IGBT.

В същото време, голям ток постоянно се движи в резултат на остатъчен отвор.

Като каза това, при това функциониране SOA на пристрастието напред не може да се използва, докато SOA на обратното пристрастие може да се използва.

SOA на обратното пристрастие е разделен на 2 ограничени зони, както е обяснено в следващите точки, в крайна сметка зоната се установява чрез валидиране на реално функциониращите процедури на IGBT.

  1. Площ, ограничена от максималния пиков ток на колектора Ic (пик).
  2. Площ, ограничена от максималния пробив на напрежението колектор-емитер VCES. Обърнете внимание, че IGBT може да се повреди, ако определена траектория на операция VCEIC се отклони от спецификациите на SOA на устройството.

Следователно, докато проектирате IGBT базирана схема , трябва да се гарантира, че разсейването и другите проблеми с производителността са в съответствие с препоръчаните граници, а също така трябва да се обърне внимание на специфичните характеристики и константите на повреда на веригата, свързани с толеранса на повреда.

Например, SOA с обратно пристрастие носи температурна характеристика, която се спуска при екстремни температури, а работният локус на VCE / IC се измества в съответствие с съпротивлението на RGB на IGBT и напрежението VGE на портата.

Ето защо е жизненоважно да се определят параметрите Rg и ​​VGE по отношение на работещата екосистема и най-ниската стойност на съпротивлението на портата по време на периоди на изключване.

В допълнение, snubber схема може да бъде полезна за управление на dv / dt VCE.

Статични характеристики

Фигура 7 показва изходните характеристики на IGBT RBN40H125S1FPQ. Картината представлява напрежението на колектора-емитер, докато токът на колектора преминава в ситуация на случайно напрежение на затвора.

Напрежението колектор-емитер, което влияе върху ефективността и загубата на ток при състояние на включване, варира в зависимост от напрежението на портата и телесната температура.

Всички тези параметри трябва да бъдат взети предвид при проектирането на IGBT схема на драйвера.

Токът се увеличава, когато VCE достигне стойностите от 0,7 до 0,8 V, въпреки че това се дължи на напрежението напред на PN кръстовището PN колектор-емитер.

Фигура 8 демонстрира напрежението на насищане на колектор-емитер спрямо характеристиките на напрежението на затвора на IGBt RBN40H125S1FPQ.

По същество VCE (sat) започва да пада, когато напрежението VGE на излъчвателя на порта се покачи, въпреки че промяната е номинална, докато VGE = 15 V или по-висока. Ето защо се препоръчва да се работи с напрежение VGE / емитер VGE, което е около 15 V, когато е възможно.

Фигура 9 показва характеристиките на колекторния ток спрямо напрежението на затвора на IGBT RBN40H125S1FPQ.

Характеристиките IC / VGE се основават на температурни промени, но зоната на ниско напрежение на порта към пресечната точка има тенденция да бъде отрицателен температурен коефициент, докато зоната на високо напрежение на порта означава положителни температурни коефициенти.

Като се има предвид, че IGBT мощностите ще генерират топлина, докато работят, всъщност е по-изгодно да се обърне внимание на региона на положителния температурен коефициент, особено когато устройствата работят паралелно .

The препоръчително състояние на напрежението на порта, използвайки VGE = 15V показва положителните температурни характеристики.

Фигури 10 и 11 демонстрират как действат напрежението на насищане на колектор-емитер, заедно с праговото напрежение на портата
на IGBT зависят от температурата.

Поради факта, че напрежението на насищане колектор-емитер има положителни характеристики на температурния коефициент, не е лесно токът да премине, докато операцията IGBT разсейва голямо количество температура, което става отговорно за блокиране на ефективния ток по време на паралелна работа на IGBT.

Напротив, работата на праговото напрежение на излъчвателя на затворите разчита на отрицателни температурни характеристики.

По време на силно разсейване на топлината праговото напрежение пада надолу, причинявайки по-голяма възможност за неизправност на устройството в резултат на генериране на шум.

Следователно внимателното тестване, съсредоточено около горепосочените характеристики, може да бъде от решаващо значение.

Характеристики на капацитета на портата

Характеристики на зареждане: Фигура 12 демонстрира характеристиките на заряда на порта на IGBT устройство със стандартна експлоатация.

Характеристиките на IGBT порта по същество са в съответствие със същите принципи, прилагани за MOSFET-ите на захранването и предоставят като променливи, които решават тока на задвижване и разсейването на устройството.

Фигура 13 разкрива характерната крива, разделена на периоди от 1 до 3.
Работните процедури, свързани с всеки период, са обяснени по-долу.

Период 1: Напрежението на портата се повишава до праговото напрежение, където токът просто започва да тече.

Сечението възходящо от VGE = 0V е частта, отговорна за зареждането на капацитета Cge на излъчвателя на порта.

Период 2: Докато преходът от активната област към зоната на насищане се проявява, напрежението колектор-емитер започва да се променя и капацитетът Cgc на колектора на затвора се зарежда.

Този конкретен период идва със забележимо увеличение на капацитета поради огледалния ефект, който кара VGE да стане постоянен.

От друга страна, докато IGBT е изцяло в състояние ВКЛ, промяната в напрежението в колектор-емитер (VCE) и огледалният ефект изчезват.

Период 3: В този конкретен период IGBT влиза в напълно наситено състояние и VCE не показва промени. Сега напрежението VGE на излъчвателя на порта започва да се увеличава с времето.

Как да се определи токът на задвижване на затвора

Задвижващият ток на IGBT порта зависи от вътрешното съпротивление на портата Rg, съпротивлението на източника на сигнал Rs на веригата на драйвера, елемента rg, който е вътрешното съпротивление на устройството, и напрежението на задвижването VGE (ON).

Токът на задвижващото устройство се изчислява по следната формула.

IG (пик) = VGE (включен) / Rg + Rs + rg

Имайки предвид горното, трябва да се създаде IGBT веригата на изходния драйвер, осигуряваща текущ потенциал на задвижване, еквивалентен или по-голям от IG (пик).

Обикновено пиковият ток се оказва по-малък от стойността, определена с помощта на формула, поради забавянето, включено в схема на драйвер, както и забавянето в нарастването на dIG / dt на тока на портата.

Те могат да възникнат поради аспекти като индуктивност на окабеляването от задвижващата верига до точката на свързване на порта на IGBT устройството.

Освен това свойствата на превключване за всяко включване и изключване може да са силно зависими от Rg.

Това в крайна сметка може да повлияе на времето за превключване и смяната на дефицити. Изключително важно е да изберете подходящ Rg по отношение на използваните характеристики на устройството.

Изчисляване на загубата на устройство

Загубите, възникващи в схемата на IGBT драйвер, могат да бъдат изобразени чрез дадената по-долу формула, ако всички загуби, разработени от веригата на драйвера, се поемат от обсъдените по-горе фактори на съпротивление. ( е показва честотата на превключване).

P (Загуба на устройство) = VGE (включено) × Qg × f

Характеристики на превключване

Като се има предвид, че IGBT е превключващ компонент, неговият превключвател ВКЛ, скоростта на изключване е сред основните фактори, влияещи върху неговата оперативна ефективност (загуба).

Фигура 16 демонстрира веригата, която може да се използва за измерване на превключване на индуктивното натоварване на IGBT.

Тъй като диодната скоба е закачена паралелно на индуктивен товар L, забавянето на включването на IGBT (или загубата при включване) обикновено се засяга от характеристиките на времето за възстановяване на диода.

Време за превключване

Времето за превключване на IGBT, както е показано на Фигура 17, може да бъде разделено на 4 периода на измерване.

Поради факта, че времето се променя драстично за всеки отделен период по отношение на Tj, IC, VCE, VGE и Rg ситуации, този период се оценява със следните очертани условия.

  • td (on) (време за закъснение при включване) : Моментът от време, когато напрежението на излъчвателя на портата се простира до 10% от напрежението на пристрастието напред до ниво, докато токът на колектора се увеличи до 10%.
  • tr (време на нарастване) : Моментът, от който токът на колектора се увеличава от 10% на 90%.
  • td (изключен) (време за забавяне при изключване) : Моментът, от който напрежението на излъчвателя на затвора достига 90% от напрежението на пристрастието напред до ниво, докато токът на колектора падне до 90%.
  • tf (време на падане) : Моментът, от който колекторният ток намалява от 90% на 10%.
  • ttail (опашно време) : Периодът на изключване на IGBT се състои от време за опашка (ttail). Това може да се дефинира като времето, изразходвано от остатъците от излишните носители от страната на колектора на IGBT, за да отстъпи чрез рекомбинация, въпреки че IGBT се изключва и причинява увеличаване на напрежението на колектора-емитер.

Вградени диодни характеристики

За разлика от мощните MOSFET, IGBT не включва паразитен диод .

В резултат на това, интегриран IGBT, който се предлага с предварително инсталиран чип за бързо възстановяване (FRD), се използва за контрол на заряда на индуктивността в двигатели и идентични приложения.

При тези видове оборудване ефективността на работа както на IGBT, така и на предварително инсталирания диод оказва значително влияние върху ефективността на оборудването и генерирането на смущения.

Освен това качествата на обратното възстановяване и напрежението напред са ключови параметри, свързани с вградения диод.

Вградени характеристики за обратно възстановяване на диоди

Концентрираните малцинствени носители се разреждат по време на превключващото състояние, точно когато предният ток преминава през диода, докато се достигне състоянието на обратен елемент.

Времето, необходимо за пълно освобождаване на тези малцинствени превозвачи, е известно като обратното време за възстановяване (trr).

Включеният през това време оперативен ток се нарича обратен възстановителен ток (Irr) и интегралната стойност на двата интервала е известна като обратен възстановителен заряд (Qrr).

Qrr = 1/2 (Irr x trr)

Като се има предвид, че периодът от trr е еквивалентно на късо съединение, той включва огромна загуба.

Освен това той ограничава честотата по време на процеса на превключване. Като цяло бързото trr и намаленото Irr (Qrris small) се счита за оптимално.

Тези качества силно зависят от тока на отклонение напред IF, diF / dt и температурата на свързване Tj на IGBT.

От друга страна, ако trr стане по-бърз, di / dt води до по-стръмно около периода на възстановяване, както се случва със съответното напрежение колектор-емитер dv / dt, което води до увеличаване на склонността към генериране на шум.

Следват примерите, които предоставят начините, чрез които може да се противодейства на генерирането на шум.

  1. Намалете diF / dt (намалете времето за включване на IGBT).
  2. Включете снубер кондензатор през колектора и излъчвателя на устройството, за да сведете до минимум напрежението колектор-излъчвател dv / dt.
  3. Заменете вградения диод с някакъв мек диод за възстановяване.

Свойството за обратно възстановяване значително разчита на капацитета на толеранс на напрежението / тока на устройството.

Тази функция може да бъде подобрена чрез управление на живота, тежка метална дифузия и различни други техники.

Вградени характеристики на диодно напрежение напред

Фигура 19 показва изходните характеристики на вградения диод на стандартен IGBT.

Диодно напрежение VF означава намаляващо напрежение, произведено, когато токът IF през диода протича по посока на спада на напрежението на диода.

Тъй като тази характеристика може да доведе до загуба на мощност в процеса на генериране на обратна ЕМП (диод със свободно движение) в моторни или индуктивни приложения, препоръчва се избор на по-малък VF.

Освен това, както е показано на фигура 19, характеристиките на положителния и отрицателния температурен коефициент се определят от величината на предния ток на диода IF.

Характеристики на топлоустойчивост

Фигура 20 показва характеристиките на съпротивлението на IGBT срещу термични преходни процеси и интегриран диод.

Тази характеристика се използва за определяне на температурата на свързване Tj на IGBT. Ширината на импулса (PW), показана над хоризонталната ос, означава времето за превключване, което определя единичния импулс с един изстрел и резултатите от повтарящи се операции.

Например, PW = 1ms и D = 0,2 (работен цикъл = 20%) означава, че честотата на повторение е 200Hz, тъй като периодът на повторение е T = 5ms.

Ако си представим PW = 1ms и D = 0,2, и мощността на разсейване Pd = 60W, възможно е да се определи нарастването на температурата на свързване IGBT ΔTj по следния начин:
ΔTj = Pd × θj - c (t) = 60 × 0,17 = 10,2

Заредете характеристики на късо съединение

Приложения, които изискват мостови IGBT комутационни вериги като инвертори, защитна верига от късо съединение (свръхток) става наложителна за издържане и защита срещу повреда през времето, докато напрежението на IGBT порта не бъде изключено, дори в ситуация на изходно късо съединение на устройството .

Фигури 21 и 22 показват времето за носене на късо съединение и капацитета за обработка на тока на късо съединение на IGBT RBN40H125S1FPQ.

Това издържащо на IGBT късо съединение обикновено се изразява по отношение на времето tSC.

Тази издържаща способност се определя главно въз основа на напрежението на излъчвателя на IGBT, телесната температура и захранващото напрежение.

Това трябва да се разгледа при проектирането на критичен дизайн на IGBT верига на H-bridge.

Освен това се уверете, че сте избрали оптимално оценено IGBT устройство по отношение на следните параметри.

  1. Напрежение на порта-излъчвател VGE : С увеличаване на напрежението на портата, токът на късо съединение също се повишава и капацитетът за обработка на тока на устройството намалява.
  2. Температура на корпуса : С повишаване на температурата на корпуса ΔTj на IGBT, издържащият ток капацитет намалява, докато устройството достигне положението на повреда. Захранващо напрежение
  3. VCC: Тъй като входното захранващо напрежение на устройството се увеличава, токът на късо съединение също се увеличава, което води до влошаване на издръжливостта на тока на устройството.

Освен това, по време на момента, когато веригата за късо съединение или защита от претоварване усеща тока на късо съединение и изключва напрежението на портата, токът на късо съединение всъщност е невероятно голям от стандартния работен ток на IGBT.

По време на процеса на изключване с този значителен ток, използвайки стандартно съпротивление на портата Rg, това може да доведе до развитието на голямо напрежение, което надвишава IGBT рейтинга.

Поради тази причина трябва по подходящ начин да изберете съпротивлението на IGBT порта, подходящо за справяне с условията на късо съединение, имащо поне 10 пъти по-висока стойност от нормалното съпротивление на порта (но все пак да остане в рамките на SOA стойността на пристрастието напред).

Това е за противодействие на генерирането на пренапрежение на колектор-емитер ledas на IGBT по време на периодите, когато токът на късо съединение е прекъснат.

Освен това, времето за издръжливост на късо съединение tSC може да причини разпределение на пренапрежението между другите свързани устройства.

Трябва да се внимава да се осигури достатъчен запас от минимум 2 пъти стандартния времеви интервал, необходим за започване на работа на веригата за защита от късо съединение.

Максимална температура на свързване Tjmax за 175 ℃

Абсолютният максимален рейтинг за температурата на свързване Tj на повечето полупроводникови устройства е 150 ℃, но Tjmax = 175 ℃ се определя според изискването за устройства от ново поколение, за да издържат на повишените температурни спецификации.
.
Таблица 3 показва добър пример за тестовите условия за IGBT RBN40H125S1FPQ, който е проектиран да издържи 175 ℃, докато работи при високи температури.

За да се гарантират ефективни операции при Tjmax = 175 ℃, много от параметрите за стандартния тест за консистенция при 150 ℃ бяха подобрени и извършена оперативна проверка.

Като каза това, тестовите площадки варират по отношение на спецификациите на устройството.

Уверете се, че сте потвърдили данните за надеждност, свързани с устройството, което може да прилагате, за допълнителна информация.

По същия начин не забравяйте, че стойността на Tjmax не е просто ограничение за постоянна работа, а също и спецификация за регулацията, която не бива да се надминава дори за миг.

Трябва да се обмисли стриктно безопасността срещу разсейване при висока температура, дори за кратко за IGBT, по време на включване / изключване.

Уверете се, че работите с IGBT в среда, която по никакъв начин не надвишава максималната температура на повреда от Tj = 175 ℃.

IGBT загуби

Загуба на проводимост: Докато захранва индуктивен товар чрез IGBT, нанесените загуби се класифицират основно в загуба на проводимост и загуба на превключване.

Загубата, която се случва веднага след като IGBT е напълно включен, се нарича загуба на проводимост, докато загубата, настъпила по време на превключването на IGBT от ON към OFF или OFF към ON, е известна като превключване на загуба.

Поради факта, че загубата зависи от прилагането на напрежение и ток, както е показано в дадената по-долу формула, загубата възниква в резултат на въздействието на напрежението на насищане колектор-емитер VCE (sat), дори докато устройството провежда.

VCE (sat) трябва да бъде минимален, тъй като загубата може да доведе до генериране на топлина в IGBT.
Загуба (P) = напрежение (V) × ток (I)
Загуба при включване: P (включване) = VCE (sat) × IC

Загуба при превключване: Тъй като загубата на IGBT може да бъде предизвикателна за оценка при използване на времето за превключване, референтни таблици са включени в съответните таблици с данни, за да помогнат на дизайнерите на вериги да определят загубите при превключване.

Фигура 24 по-долу показва характеристиките на загубите при превключване за IGBT RBN40H125S1FPQ.

Факторите Eon и Eoff са силно повлияни от тока на колектора, съпротивлението на затвора и работната температура.

Eon (Включване на загуба на енергия)

Обемът на загубата се развива по време на включването на IGBT за индуктивен товар, заедно със загубата на възстановяване при обратно възстановяване на диода.

Eon се изчислява от точката, когато напрежението на порта се захранва към IGBT и токът на колектора започва да се движи, до момента, в който IGBT е напълно преминат в включено състояние

Eoff (Изключване на загубата на енергия

Това е величината на загубата, получена по време на периода на изключване за индуктивни товари, която включва задния ток.

Eoff се измерва от точката, в която токът на затвора току-що е прекъснат и напрежението на колектора-емитер започва да се изкачва, докато моментът, в който IGBT достигне пълно изключено състояние.

Обобщение

Устройството с биполярен транзистор с изолирана порта (IGTB) е тип тритерминално полупроводниково силово устройство, което основно се използва като електронен превключвател и е известно също така, че осигурява комбинация от изключително бързо превключване и висока ефективност при по-новите устройства.

IGBT за приложения с висок ток

Редица съвременни уреди като VFD (задвижвания с променлива честота), VSF (хладилници с променлива скорост), влакове, стерео системи с превключващи усилватели, електрически автомобили и климатици използват биполярен транзистор с изолирана порта за превключване на електрическата мощност.

Символ на режим на изчерпване IGBT

В случай, че усилвателите използват биполярен транзистор с изолирана порта, често синтезират вълнови форми, които са сложни по своята същност, заедно с нискочестотни филтри и широчинно-импулсна модулация, тъй като биполярният транзистор с изолирана порта обикновено е проектиран да се включва и изключва бързо и бързо.

Честотата на повторение на импулса се гордее със съвременните устройства, които се състоят от превключващо приложение и попадат добре в ултразвуковия диапазон, които са честотите, които са десет пъти по-високи от най-високата аудио честота, обработвана от устройството, когато устройствата се използват под формата на аналогов аудио усилвател.

MOSFET-овете, състоящи се от висок ток и характеристики на просто задвижване на порта, се комбинират с биполярни транзистори, които имат капацитет на ниско наситено напрежение от IGTB.

IGBT са комбинация от BJT и Mosfet

Едно устройство е направено от IGBT чрез комбиниране на биполярния силов транзистор, който действа като превключвател и изолиран портален транзистор, който действа като управляващ вход.

Биполярният транзистор с изолирана порта (IGTB) се използва главно в приложения, които се състоят от множество устройства, които са разположени успоредно едно на друго и в повечето случаи имат капацитет за работа с много висок ток, който е в диапазона от стотици ампери заедно с блокиращо напрежение 6000V, което от своя страна е равно на стотици киловати, използва средна до висока мощност като индукционно отопление, захранвания с превключен режим и управление на тяговия двигател. Биполярни транзистори с изолирани порта с големи размери.

IGBT са най-модерните транзистори

Биполярният транзистор с изолирана порта (IGTB) е ново и скорошно изобретение на времето.

Установено е, че устройствата от първо поколение, които са измислени и пуснати на пазара през 1980-те и ранните години на 90-те, имат относително бавен процес на превключване и са склонни към отказ чрез различни режими, като например заключване (където устройството ще продължи да се включва и да не се включва изключен, докато токът продължава да тече през устройството), и вторична повреда (когато, когато висок ток протича през устройството, локализирана гореща точка, присъстваща в устройството, преминава в термично изтичане и в резултат изгаря устройството)

Имаше много подобрения, наблюдавани при устройствата от второ поколение и най-новите устройства в блока, устройствата от трето поколение се считат дори за по-добри от устройствата за първо поколение.

Новите Mosfets се конкурират с IGBT

Устройствата от трето поколение се състоят от MOSFET с конкурент на скоростта и толерантност и здравина на отлично ниво.

Устройствата от второ и трето поколение се състоят от импулсна мощност, която е изключително висока, което ги прави много полезни за генериране на големи импулси на мощност в различни области като физиката на плазмата и частиците.

По този начин устройствата от второ и трето поколение са заменили предимно всички по-стари устройства, като задействани искрови междини и тиратрони, използвани в тези области на физиката на плазмата и частиците.

Тези устройства също притежават привлекателност за любителите на високо напрежение поради техните свойства на висок импулсен рейтинг и наличност на пазара на ниски цени.

Това дава възможност на любителя да контролира огромни количества енергия, за да задвижва устройства като намотки и гуми на Tesla.

Биполярните транзистори с изолирани порта се предлагат на достъпни ценови диапазон и по този начин действат като важен фактор за хибридни автомобили и електрически превозни средства.

Учтивост: Ренесас




Предишна: Как да направим чувствителна към боите слънчева клетка или слънчева клетка от плодов чай Напред: Лесен H-Bridge MOSFET драйвер модул за инвертори и двигатели