Wat is een geïsoleerde poort bipolaire transistor?

Op het eenvoudigste niveau is een geïsoleerde poort bipolaire transistor (IGBT) een schakelaar die wordt gebruikt om de stroomstroom in te stellen wanneer deze is ingeschakeld en de stroomstroom te stoppen wanneer deze is uitgeschakeld.Een IGBT is een apparaat voor solid-state, wat betekent dat het geen bewegende delen heeft.In plaats van een fysieke verbinding te openen en te sluiten, wordt deze bediend door spanning toe te passen op een halfgeleidercomponent, de basis genoemd, die zijn eigenschappen verandert om een elektrisch pad te creëren of te blokkeren.

Het meest voor de hand liggende voordeel voor deze technologie is dat er geen zijnBewegende delen om te verslijten.Solid-state technologie is echter niet perfect.Er zijn nog steeds problemen met elektrische weerstand, stroomvereisten en zelfs de tijd die nodig is om de schakelaar te bedienen.

Een geïsoleerde poortbipolaire transistor is een verbeterd type transistor ontworpen om enkele van de nadelen van een conventionele vaste toestand transistor te minimaliseren.Het biedt de lage weerstand en snelle snelheid bij het inschakelen van gevonden in een powermetaal-oxide-halfgeleider veldeffecttransistor (MOSFET), hoewel het iets langzamer is om uit te schakelen.Het vereist ook geen constante spanningsbron zoals andere soorten transistoren doen.

Wanneer een IGBT wordt ingeschakeld, wordt spanning op de poort toegepast.Dit vormt het kanaal voor de elektrische stroom.De basisstroom wordt vervolgens geleverd en stroomt door het kanaal.Dit is in wezen identiek aan hoe een MOSFET werkt.De uitzondering hierop is dat de constructie van de geïsoleerde poortbipolaire transistor beïnvloedt hoe het circuit wordt uitgeschakeld.

Een geïsoleerde poortbipolaire transistor heeft een ander substraat of basismateriaal, dan een MOSFET.Het substraat biedt het pad naar elektrische grond.Een MOSFET heeft een N+ -substraat, terwijl het substraat van een IGBT P+ is met een N+ -buffer bovenaan.

Dit ontwerp beïnvloedt de manier waarop de schakelaar in een IGBT wordt uitgeschakeld, door het in twee fasen te laten voorkomen.Ten eerste daalt de huidige snelle snel.Ten tweede vindt er een effect op dat recombinatie wordt genoemd, waarbij de N+ -buffer bovenop het substraat de opgeslagen elektrische lading elimineert.Met de off -switch in twee stappen, duurt het iets langer dan met een MOSFET.

Door hun eigenschappen kunnen IGBT's worden vervaardigd om kleiner te zijn dan conventionele MOSFET's.Een standaard bipolaire transistor vereist iets meer halfgeleideroppervlak dan de IGBT;Een MOSFET vereist meer dan twee keer zoveel.Dit verlaagt de kosten om IGBT's te produceren aanzienlijk en maakt het mogelijk om meer van hen te integreren in een enkele chip.De vermogensvereiste voor het bedienen van een geïsoleerde poort bipolaire transistor is ook lager dan bij andere toepassingen.