Transitor lưỡng cực cổng cách điện là gì?

Ở mức đơn giản nhất, một bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện (IGBT) là một công tắc được sử dụng để cho phép dòng điện trong khi nó bật và dừng dòng điện khi nó tắt.IGBT là một thiết bị trạng thái rắn, có nghĩa là nó không có các bộ phận chuyển động.Thay vì mở và đóng kết nối vật lý, nó được vận hành bằng cách áp dụng điện áp cho thành phần bán dẫn, được gọi là cơ sở, thay đổi các thuộc tính của nó để tạo hoặc chặn đường dẫn điện.chuyển các bộ phận để mặc ra.Công nghệ trạng thái rắn là không hoàn hảo, mặc dù.Vẫn còn các vấn đề với điện trở, yêu cầu điện và thậm chí thời gian cần thiết để chuyển đổi để vận hành.

Một bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện là một loại bóng bán dẫn được thiết kế để giảm thiểu một số nhược điểm của bóng bán dẫn trạng thái rắn thông thường.Nó cung cấp điện trở thấp và tốc độ nhanh khi bật lên được tìm thấy trong một bóng bán dẫn hiệu ứng trường học cơ hội hóa kim loại điện (MOSFET), mặc dù nó hơi chậm hơn một chút.Nó cũng không yêu cầu một nguồn điện áp không đổi theo cách các loại bóng bán dẫn khác thực hiện. Khi IGBT được bật, điện áp được áp dụng cho cổng.Điều này tạo thành kênh cho dòng điện.Dòng điện cơ sở sau đó được cung cấp và chảy qua kênh.Điều này về cơ bản giống hệt với cách một MOSFET hoạt động.Ngoại lệ cho điều này là việc xây dựng bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện ảnh hưởng đến cách mạch tắt.Chất nền cung cấp đường dẫn đến mặt đất điện.MOSFET có chất nền N+, trong khi chất nền IGBT là P+ với bộ đệm N+ trên đầu. Thiết kế này ảnh hưởng đến cách chuyển đổi trong IGBT, bằng cách cho phép nó xảy ra trong hai giai đoạn.Đầu tiên, hiện tại giảm rất nhanh.Thứ hai, một hiệu ứng gọi là tái tổ hợp xảy ra, trong đó bộ đệm N+ trên đỉnh của chất nền giúp loại bỏ điện tích được lưu trữ.Với công tắc tắt xảy ra trong hai bước, phải mất nhiều thời gian hơn một chút so với MOSFET. Các tính chất của chúng cho phép IGBT được sản xuất nhỏ hơn MOSFET thông thường.Một bóng bán dẫn lưỡng cực tiêu chuẩn đòi hỏi diện tích bề mặt bán dẫn hơn một chút so với IGBT;Một MOSFET đòi hỏi nhiều hơn gấp đôi.Điều này làm giảm đáng kể chi phí để sản xuất IGBT và cho phép nhiều hơn trong số chúng được tích hợp vào một chip duy nhất.Yêu cầu năng lượng để vận hành bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện cũng thấp hơn so với các ứng dụng khác.