Funktionsprinzip des Insulated-Gate-Bipolartransistors (IGBT)

Der Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) ist ein zusammengesetztes, vollständig -spannungsgesteuertes-Leistungshalbleiterbauelement, das die hohe Eingangsimpedanz von MOSFETs mit dem geringen Leitungsspannungsabfall von GTRs kombiniert.

 

Kernstruktur und Antriebsmechanismus
Verbundstruktur mit drei -Anschlüssen: Der IGBT besteht aus einem Gate, einem Kollektor und einem Emitter und entspricht intern einem MOSFET, der einen Bipolartransistor (PNP) antreibt.

Spannungsgesteuerte Eigenschaften: Als spannungsgesteuertes Gerät beträgt die empfohlene Gate-Treiberspannung 15 V ± 1,5 V, mit hoher Eingangsimpedanz und niedriger Treiberleistung.

 

Schalten Sie den Mechanismus-ein und-aus
Einschaltvorgang-: Wenn zwischen Gate und Emitter eine Durchlassspannung angelegt wird, die den Schwellenwert überschreitet, wird im MOSFET ein Kanal gebildet, der den PNP-Transistor mit Basisstrom versorgt und den IGBT einschaltet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Leitfähigkeitsmodulationseffekt genutzt; Löcher werden in den N-Bereich injiziert, um den spezifischen Widerstand zu verringern und einen niedrigen Spannungsabfall im -Zustand zu erreichen.

Ausschaltvorgang-: Wenn eine Sperrspannung an das Gate angelegt oder das Signal entfernt wird, verschwindet der MOSFET-Kanal, der Basisstrom wird unterbrochen und der IGBT wird ausgeschaltet. Beim Ausschalten-gibt es ein Schweifstromphänomen, das ein optimiertes Design erfordert, um Verluste zu reduzieren.

 

Hauptmerkmale und Anwendungen
Elektrische Eigenschaften: Geeignet für Regionen mit einer Spannungsfestigkeit von über 600 V, einem Strom über 10 A und einer Frequenz über 1 kHz und kombiniert Hochgeschwindigkeitsleistung mit geringem Widerstand.

Anwendungsgebiete: Hauptsächlich verwendet in Photovoltaik-Wechselrichtern, elektronischen Steuerungssystemen für neue Energiefahrzeuge, industriellen Frequenzumwandlungsgeräten und Induktionsheizung.