IGBT چیست

IGBT چیست؟

IGBT (Insulated gate bipolar transistor)یا ترانزیستور دو قطبی با درگاه عایق‌شده ، جز نیمه هادی قدرت بوده و در درجه اول به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی استفاده می شود که در دستگاه ها برای بازده بالا و سوئیچینگ سریع استفاده می شود. این سوئیچ برق در بسیاری از لوازم مدرن از جمله خودروهای برقی، قطار، یخچال ها، تردمیل، دستگاه های تهویه مطبوع و حتی سیستم های استریو و تقویت کننده ها استفاده می شود. همچنین در ساخت انواع اینورترها،ترانس های جوش و UPS کاربرد دارد.

IGBT(ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده) یک نیمه هادی صنعتی است که از ترکیب دو نوع ترانزیستور BJT و MOSFET ساخته شده است. بطوریکه از دید ورودی شما یک MOSFET را می بینید و از نظر خروجی یک BJT. BJTها و MOSFETها دارای خصوصیاتی هستند که از نقطه نظرهایی یکدیگر را تکمیل میکنند. BJTها در حالت روشن (وصل) دارای تلفات هدایتی کمتری هستند درحالیکه زمان سوئیچینگ آنها به خصوص در زمان خاموش شدن طولانی تر است. MOSFET ها قادرند که به مراتب سریعتر قطع و وصل کنند بنابراین تلفات هدایت آنها بیشتر است. IGBT یک ترانزیستوری است که مزایای BJT و MOSFET را باهم دارد مثل:

•    امپدانس ورودی بالا مثل MOSFET
•    افت ولتاژ و تلفات کم مانند BJT
•    نظیر BJT دارای ولتاژ حالت روشن (وصل) کوچکی است.

مقایسه خصوصیات IGBT با BJT و MOSFET:

مزایا  :
•    چگالی زیاد هدایت جریان مستقیم و افت کم ولتاژ مستقیم در حالت روشن: IGBT ها دارای افت ولتاژ حالت روشن بسیار کم و چگالی زیاد جریان در حالت روشن در مقایسه با ماسفت های قدرت و ترانزیستور های دو قطبی هستند.
•    توان راه اندازی کم و مدار راه انداز ساده به سبب وجود ساختار ماسفتی در ورودی: یک IGBT در مقایسه با قطعات کنترل شونده بوسیله جریان (تریستور و BJT ) در ولتاژ و جریان بالا بسیار آسانتر کنترل می شود.
•    ناحیه عملکرد ایمن وسیع: با توجه به مشخصه های خروجی،IGBT دارای قابلیت هدایت جریان بهتر و قابلیت انسداد معکوس و مستقیم ممتازتری نسبت به ترانزیستور های دو قطبی است.

معایب :
•    در مقایسه با ماسفت های قدرت IGBT دارای سرعت سوئیچینگ کمتری است ولی سرعت آن از BJT ها بسیار بالاتر است. جریان پس ماند کلکتور(حامل های اقلیت) باعث کاهش سرعت خاموش شدن آن می شود.
•    امکان قفل شدگی به علت وجود ساختار تریستوری PNPN .