ترانزیستور دو قطبی با گیت ایزوله (Insulated Gate Bipolar Transistor-IGBT)
این ترانزیستورهای قدرت پیشرفته دارای توانمندی کار کردن در ولتاژها و جریان های بالا و افت ولتاژ هدایت مستقیم متوسط هستند. این ترانزیستور در کاربردهای توان پایین و توان متوسط تا چند مگاوات و حتی ده ها مگاوات بکارگرفته می شوند.
از نظر عملکردی، IGBTها را میتوان ترکیبی از ترانزیستورهای دوقطبی (BJT) ، ماسفت ها و GTO ها دانست. ترانزیستورهای IGBT ویژگی سرعت بالا و تلفات پایین کلیدزنی را از ماسفت‌ها، تلفات و افت ولتاژ هدایت مستقیم پایین را از ترانزیستورهای دو قطبی و ولتاژ شکست بالا را از تریستورها گرفته اند. این مشخصات، آنها را به کلیدی مناسب برای بسیاری از کاربردهای الکترونیک قدرت تبدیل ساخته است.
| ویژگی IGBT | شباهت با |
| امپدانس گیت بالا و نیاز به انرژی کم برای کنترل | MOSFET |
| سرعت کلید زنی بالا | MOSFET |
| تلفات پایین کلید زنی | MOSFET |
| افت ولتاژ و تلفات هدایت پایین(مثلا ۲ تا ۳ ولت برای یک قطعه ۱۰۰۰ ولتی) | BJT |
| ولتاژ شکست بالا | BJT و GTO |
| تحمل و سد ولتاژ های منفی | GTO |
استفاده از BJT در فرکانسهای بالا بعلت سرعت پایین کلیدزنی امکان پذیر نیست ولی استفاده از IGBT در فرکانسهای بالا مشکلی ندارد.
شکل زیر برش مقطع سیلیکون یک IGBT را نشان می دهد. ساختمان آن شبیه ماسفت قدرت است بجز آنکه لایه n+ در درین ماسفت با بستر p+ جایگزین شده است که به آن کلکتور گفته می شود. این لایه یک پیوند pn ایجاد میکند که انتقال حاملهای اقلیت به کلکتور را تسهیل میکند.
هنگامی که ولتاژ گیت به امیتر از ولتاژ آستانه IGBT فراتر رود یک کانال n در ناحیه P شکل می گیرد. در صورت مثبت بودن ولتاژ کلکتور به امیتر، کلید در حالت هدایت مستقیم قرار می گیرد. در این حالت بستر p+ حفره ها را به لایه n اپیتکسیال (the epitaxial n- layer) تزریق میکند. با افزایش ولتاژ کلکتور به امیتر تمرکز حفره های تزریق شده بیشتر شده و نهایتا یک جریان مستقیم برقرار می شود.
سایر مدارهای معادل و ساختارهای بکار رفته برای IGBT در زیر نمایش داده شده است.
مشخصه ترانزیستور IGBT
برخی مشخصات مهم IGBT
ـ زمان کلید زنی در حد ۱ میکروثانیه
ـ ولتاژ تا ۱۷۰۰ ولت و پیش بینی تا ولتاژ های ۲ تا ۳ کیلو ولت
ـ جریان تا ۱۲۰۰ آمپر
منبع : جزوه الکترونیک صنعتی دکتر صادق زاده ( هیئت علمی دانشگاه شاهد )
در صورتی که این مطلب مورد پسندتان واقع شد لایک و اشتراک گذاری فراموش نشود.
دیدگاه (7)
سلام ببخشید میشه این ها رو با میکرو کنترل کرد؟
سلام بله
سلاملظفا طرز تست کردنشو هم بگید که سالمه یا سوختس…. کله اینترنتو زیرو رو کردم چیزی پیدا نکردم با تشکر
سلام روش تست آن مشابه ترانزیستور BJT است. در درون مدار و با استفاده از ولت متر تست را انجام دهید و آن را خارج نکنید.
سلام در این مورد مطالبی رو بصورت تئوری نیاز داریم میتونین کمکم کنین مثلا روش های ساخت ترانزیستور های igbt و… مطالبی ندارین که بدرد من بخوره
سلام خیر
سلام…
آیا میتوان از اینها در مدارات توان بالای رادیویی استفاده کرد ، مثلاً برای فرستنده صد واتی و یا مثلاً پانصد واتی در فرکانسهای vhf و یا uhf …؟؟
در ضمن این نوع ترانزیستور ها با چه توانی در ورودی تحریک می‌شوند ، منظورم اینست که آیا مانند بعضی ترانزیستور ها یا فتها آیا با توان خیلی پایین میشود از خروجی آنها توان‌های خیلی بالا گرفت…؟؟..
ممنون از پاسخگویی…