Apa itu transistor bipolar gerbang terisolasi?

Pada levelnya yang paling sederhana, transistor bipolar gerbang terisolasi (IGBT) adalah sakelar yang digunakan untuk memungkinkan aliran daya saat menyala dan menghentikan aliran daya saat mati.IGBT adalah perangkat solid-state, yang berarti tidak memiliki bagian yang bergerak.Alih -alih membuka dan menutup koneksi fisik, ini dioperasikan dengan menerapkan tegangan ke komponen semikonduktor, yang disebut basis, yang mengubah sifat -sifatnya untuk membuat atau memblokir jalur listrik.bagian yang bergerak untuk aus.Teknologi solid-state tidak sempurna.Masih ada masalah dengan resistensi listrik, kebutuhan daya, dan bahkan waktu yang diperlukan untuk sakelar untuk beroperasi.

Transistor bipolar gerbang terisolasi adalah jenis transistor yang ditingkatkan yang direkayasa untuk meminimalkan beberapa kelemahan dari transistor solid-state konvensional.Ini menawarkan resistansi rendah dan kecepatan cepat saat dinyalakan pada ditemukan dalam transistor efek medan-oksida-oksida-semikonduktor (MOSFET), meskipun sedikit lebih lambat untuk dimatikan.Ini juga tidak memerlukan sumber tegangan konstan seperti jenis transistor lainnya.

Ketika IGBT dihidupkan, tegangan diterapkan ke gerbang.Ini membentuk saluran untuk arus listrik.Arus dasar kemudian disediakan dan mengalir melalui saluran.Ini pada dasarnya identik dengan bagaimana MOSFET beroperasi.Pengecualian untuk ini adalah konstruksi transistor bipolar gerbang terisolasi mempengaruhi bagaimana sirkuit mati.

Transistor bipolar gerbang terisolasi memiliki substrat yang berbeda, atau bahan dasar, dari MOSFET.Substrat menyediakan jalur ke tanah listrik.MOSFET memiliki substrat N+, sedangkan substrat IGBT adalah P+ dengan buffer N+ di atas.

Desain ini mempengaruhi cara sakelar dimatikan dalam IGBT, dengan membiarkannya terjadi dalam dua tahap.Pertama, saat ini turun dengan sangat cepat.Kedua, efek yang disebut rekombinasi terjadi, di mana buffer N+ di atas substrat menghilangkan muatan listrik yang disimpan.Dengan sakelar OFF yang terjadi dalam dua langkah, dibutuhkan sedikit lebih lama daripada dengan MOSFET.

Properti mereka memungkinkan IGBT untuk diproduksi menjadi lebih kecil dari MOSFET konvensional.Transistor bipolar standar membutuhkan luas permukaan semikonduktor yang sedikit lebih dari IGBT;MOSFET membutuhkan lebih dari dua kali lipat.Ini secara signifikan mengurangi biaya untuk menghasilkan IGBT dan memungkinkan lebih banyak dari mereka untuk diintegrasikan ke dalam satu chip.Persyaratan daya untuk mengoperasikan transistor bipolar gerbang terisolasi juga lebih rendah daripada aplikasi lainnya.