Was ist ein bipolarer Transistor für isolierte Gate?

Auf dem einfachsten Niveau ist ein isolierter Bipolartransistor (IGBT) ein Switch, mit dem der Stromfluss eingeschaltet wird, wenn er eingeschaltet ist, und um den Stromfluss zu stoppen, wenn er ausgeschaltet ist.Ein IGBT ist ein Festkörpergerät, was bedeutet, dass es keine beweglichen Teile hat.Anstatt eine physische Verbindung zu öffnen und zu schließen, wird sie betrieben, indem Spannung auf eine Halbleiterkomponente angewendet wird, die als Basis bezeichnet wird und seine Eigenschaften zu einem elektrischen Pfad ändert.

Der offensichtlichste Vorteil für diese Technologie ist, dass es keine gibt, dass es keine gibtbewegliche Teile zum Abnutzen.Solid-State-Technologie ist jedoch nicht perfekt.Es gibt immer noch Probleme mit elektrischem Widerstand, Leistungsanforderungen und sogar der Zeit, die für den Schalter erforderlich ist.

Ein bipolarer Gate-Transistor ist eine verbesserte Art von Transistor, die entwickelt wurde, um einige der Nachteile eines herkömmlichen Festkörpertransistors zu minimieren.Es bietet den niedrigen Widerstand und die schnelle Geschwindigkeit beim Einschalten in einem Power-Metal-Oxid-Semiconductor-Feld-Effekt-Transistor (MOSFET), obwohl es etwas langsamer ausschaltet.Es erfordert auch keine konstante Spannungsquelle, wie es andere Transistorenarten tun.

Wenn ein IGBT eingeschaltet wird, wird die Spannung auf das Tor angewendet.Dies bildet den Kanal für den elektrischen Strom.Der Basisstrom wird dann geliefert und fließt durch den Kanal.Dies ist im Wesentlichen identisch mit der Funktionsweise eines MOSFET.Die Ausnahme besteht darin, dass der Bau des bipolaren Transistors des isolierten Gate beeinflusst, wie sich der Schaltkreis ausschaltet.Das Substrat bietet den Weg zum elektrischen Boden.Ein MOSFET hat ein N+ -Substrat, während ein IGBT -Substrat P+ mit einem N+ -Puffer oben ist.

Dieses Design beeinflusst die Art und Weise, wie sich der Schalter in einem IGBT ausschaltet, indem er in zwei Phasen auftreten kann.Erstens fällt der Strom sehr schnell ab.Zweitens tritt ein Effekt, das als Rekombination bezeichnet wird, auf, bei dem der N+ -Puffer oben auf dem Substrat die gespeicherte elektrische Ladung eliminiert.Nachdem der Ausschalter in zwei Schritten stattfindet, dauert es etwas länger als bei einem MOSFET.

Mit ihren Eigenschaften können IGBTs hergestellt werden, um kleiner als herkömmliche MOSFETs zu sein.Ein bipolarer Standard -Transistor benötigt etwas mehr Halbleiteroberfläche als die IGBT.Ein MOSFET erfordert mehr als doppelt so viel.Dies reduziert die Kosten für die Herstellung von IGBTs erheblich und ermöglicht es, mehr von ihnen in einen einzelnen Chip integriert zu werden.Der Strombedarf für den Betrieb eines isolierten Bipolartransistors ist ebenfalls niedriger als bei anderen Anwendungen.