(طراحی مدار الکترونیکی ) عملکرد ترانزیستور IGBT در سوئیچینگ مدارات الکترونیکی قدرت و صنعتی (برق _ الکترونیک)
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )
نکته : IGBT ترکیبی از دو ترانزیستور BJT و ماسفت است. IGBT از دید ورودی، یک ماسفت، و از دید خروجی یک BJT است. BJT و ماسفت دارای خصوصیاتی هستند که از نقطه نظرهایی یکدیگر را تکمیل می کنند.
IGBT ها در حالت روشن (وصل) دارای تلفات هدایتی کمتری هستند، در حالیکه زمان سوئیچینگ آن ها به خصوص هنگام خاموش شدن طولانی تر است. ماسفت ها قادرند که به مراتب سریعتر قطع و وصل شوند، بنابراین تلفات هدایت آن ها بیشتر است. IGBT ترانزیستوری است که مزایای BJT و ماسفت را با هم دارد.از مهمترین مزایای استفاده از عایق بندی گیت دو قطبی ترانزیستور نسبت به انواع دیگر دستگاه های ترانزیستور ، قابلیت ولتاژ بالای آن ، مقاومت در برابر کم ، سهولت درایو ، سرعت سوئیچینگ نسبتاً سریع و همراه با جریان درایو صفر است و می تواند گزینه مناسبی برای سرعت متوسط در مدار های ولتاژ بالا باشد.
بطور کلی IGBT ها در کاربردهای الکترونیک قدرت مورد استفاده قرار می گیرند: از قبیل اینورتر ها، مبدل ها و منابع تغذیه و بطور کلی در کاربرد هایی که ترانزیستور های دو قطبی قدرت و یا ترانزیستور های MOSFET قدرت بطور کامل قادر نیستند نیاز های یک سوئیچ قدرت را برآورده سازند. ترانزیستور های دو قطبی با جریان بالا و یا ولتاژ بالا موجود هستند ولی سرعت سوئیچینگ آنها پایین است، در حالیکه ترانزیستور های ماسفت دارای سرعت سوئیچینگ بالایی هستند ولی انواع جریان بالا و ولتاژ بالای آنها گران بوده و دسترسی به آنها سخت می باشد.
میزان تقویت انجام شده توسط IGBT در مدارات سوییچینگ نسبت سیگنال خروجی آن به سیگنال ورودیش می باشد. برای یک ترانزیستور دو قطبی پیوندی عادی (BJT) میزان بهره تقریبا برابر با نسبت جریان خروجی به جریان ورودی است که بتا (β) نامیده میشود.هنگامیکه IGBT به عنوان یک سوئیچ کنترل شده ی ایستا (static) در مدارات الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند، میزان جریان و ولتاژ آن مانند یک ترانزیستور دو قطبی است.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید )