آشنایی بیشتر با ساختار (ترانزیستور IGBT) در برق _ الکترونیک
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)
نکته: این ترانزیستور دو قطبی گیت عایق ( IGBT ) یک وسیله نیمه هادی سه ترمینال است که در درجه اول به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرد، به ترکیب بهره وری بالا و سوئیچینگ سریع می پردازد. این دستگاه نیمه هادی سه ترمینال است ، آن پین ها دارای برچسب جمع کننده (C) ، دروازه (G) و امیتر (E) هستند .
IGBT ترانزیستور سوئیچینگ قدرت است که مزایای استفاده از MOSFET و BJT را برای استفاده در مدارهای منبع تغذیه و کنترل موتور ترکیب می کند.عایق گیت ترانزیستور دو قطبی و ترانزیستور های دو قطبی پیوندی IGBT و یک ترانزیستور اثر میدان ، و به عنوان یک اِلمان تعویض نیمه هادی است. در عملکرد ترانزیستور های گیت مشترک IGBT ،دارای امپدانس بالا ورودی و سرعت سوئیچینگ بالا با ولتاژ اشباع کم ، در مدار میباشد. و ترکیب این موارد با یکدیگر برای تولید نوع دیگری از ترانزیستور دستگاه سوئیچینگ است که قادر به اداره جریان های بزرگ جمع کننده با درایو جریان تقریباً صفر دروازه در مدارات الکترونیکی صنعتی و قدرت مناسب است.
معماری داخلی ترانزیستور IGBT مانند ساختاری است که در دارلینگتون ترانزیستور نیز استفاده می شود و در آنجا دو ترانزیستور دقیقاً به همان روش وصل شده اند. در ساختار یک ترانزیستور PNP ، جمع کننده و Emitter مسیر هدایت هستند و هنگامی که IGBT روی آن روشن است انجام می شود و جریان را از طریق آن حمل می کنید. این مسیر توسط کانال N MOSFET کنترل می شود. هنگامی که مدار در حالت خاموش یا روشن ' ON ' میباشد. جریان از کلکتور به امیتر می رود . همین اتفاق برای ترانزیستور BJT اتفاق می افتد. اما در مورد IGBT به جای پایه ، Gate وجود دارد.
با سوییچ کردن ترانزیستور ها در فرکانس های بالا می‌توان از آن ها برای کنترل سطح ولتاژ DC استفاده کرد. به این منظور، ترانزیستور باید بتواند ولتاژ ها و جریان های زیاد و نیز فرکانس سوییچینگ زیاد را تحمل کند. به همین دلیل برای این منظور از از ترانزیستور ماسفت قدرت (Power Mosfet) استفاده می شود. اما با بالا رفتن قدرت، تلفات آن زیاد می شود. برای رفع این مشکل از IGBT استفاده می شود. در سال های اخیر به دلیل ارزانی و مزایای این قطعه از آن استفاده زیادی شده است.
پژوهشگر و نویسنده: دکتر ( افشین رشید)