Vad är en isolerad grindbipolär transistor?

På sin enklaste nivå är en isolerad grindbipolär transistor (IGBT) en switch som används för att tillåta kraftflöde när den är på och för att stoppa kraftflödet när det är av.En IGBT är en fast tillståndsanordning, vilket innebär att den inte har några rörliga delar.Istället för att öppna och stänga en fysisk anslutning, drivs den genom att applicera spänning på en halvledarkomponent, kallad basen, som ändrar sina egenskaper för att skapa eller blockera en elektrisk väg.

Den mest uppenbara fördelen med denna teknik är att det inte finns någonFlytta delar att slitna.Solid-state-teknik är dock inte perfekt.Det finns fortfarande problem med elektrisk resistens, kraftkrav och till och med den tid som krävs för att övergången ska fungera.

En isolerad grindbipolär transistor är en förbättrad typ av transistor konstruerad för att minimera en del av nackdelarna med en konventionell fast tillstånd.Det erbjuder den låga motståndet och snabb hastigheten när du slås på finns i en kraftmetall-oxid-sememiconductor-fälteffekttransistor (MOSFET), även om det är något långsammare att stänga av.Det kräver inte heller en konstant spänningskälla som andra typer av transistorer gör.

När en IGBT är påslagen appliceras spänningen på grinden.Detta bildar kanalen för den elektriska strömmen.Basströmmen levereras sedan och flyter genom kanalen.Detta är väsentligen identiskt med hur en MOSFET fungerar.Undantaget från detta är att konstruktionen av den isolerade grindens bipolära transistor påverkar hur kretsen stängs av.

En isolerad grindbipolär transistor har ett annat substrat eller basmaterial än en MOSFET.Substratet ger vägen till elektrisk mark.En MOSFET har ett N+ -substrat, medan ett IGBT: s substrat är P+ med en N+ -buffert ovanpå.

Denna design påverkar hur omkopplaren stängs av i en IGBT, genom att låta den inträffa i två steg.Först sjunker strömmen mycket snabbt.För det andra inträffar en effekt som kallas rekombination, under vilken N+ -bufferten ovanpå underlaget eliminerar den lagrade elektriska laddningen.När OFF -omkopplaren inträffar i två steg tar det något längre tid än med en MOSFET.

Deras egenskaper gör det möjligt att tillverkas IGBTS att vara mindre än konventionella MOSFET: er.En standard bipolär transistor kräver något mer halvledarytan än IGBT;En MOSFET kräver mer än dubbelt så mycket.Detta minskar kostnaden för att producera IGBT: er avsevärt och gör att fler av dem kan integreras i ett enda chip.Kravet för att driva en isolerad grindbipolär transistor är också lägre än med andra applikationer.