جستجو در تالارهای گفتگو

IGBT ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده این قطعه الکترونیکی یک ترانزیستور دو قطبی است که در ورودی آن ها از Mosfet استفاده شده است و در واقع ترکیبی از ترانزیستور های دو قطبی (BJT) و (Mosfet) می باشد و با ترکیب مزایای آن دو یک المان برق صنعتی با سرعت سوئیچ بالا و جریان ورودی کم خلق شده است . تصویر2- نماد و علامت اختصاری ترانزیستور صنعتی IGBT IGBT (ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده) یک نیمه هادی جدید و کاملاً صنعتی است که از ترکیب دو نوع ترانزیستور BGT و MOSFET ساخته شده است بطوریکه از دید ورودی شما یک ترانزیستور MOSFET را می بینید و از نظر خروجی یک BGT BJTها وMOSFETها دارای خصوصیاتی هستند که از نقطه نظرهایی یکدیگر را تکمیل می کنند BJTها در حالت روشن (وصل) دارای تلفات هدایت کمتری هستند در حالیکه زمان سوئیچینگ آنها به خصوص در زمان خاموش شدن طولانی تر است. MOSFETها قادرند که به مراتب سزیعتر قطع و وصل کنند لیکن تلفات هدایت آنها بیشتر است . IGBT یک ترانزیستوری است که مزایایBGT و MOSFET را با هم دارد مثل : *امپدانس ورودی بالا مثل MOSFET که باعث می شود که با انرژی کمی به حالت وصل سوئیچ می گردد. تصویر3- مدار معادل ترانزیستور صنعتی IGBT * افت ولتاژ و تلفات کم مانندBJT *نظیر BJTها دارای ولتاژ حالت روشن(وصل )کوچکی است به عنوان مثال در وسیله ی با مقدار نامی 1000V ولتاژ حالت وصل(Von )در حدود 2 الی 3 ولت است. اسامی پایه ها هم از روی همان اسامی قبلی انتخاب شده G ازMOSFET و E , CازترانزیستورهایBJT.در نتیجه با این ترکیب ساده شما المانی را استفاده میکنید که دارای امپدانس بالای گیت و قابلیت تحمل ولتاژ بالا است. سرعت سوییچ کردن این نوع دارای محدودیت بوده بطور نمونه KHz 1 الی 50KHz که در کل بین دو نوع BJT و MOSFET قرار میگیرد. وبه خاطر امپدانس ورودی بسیار بالایی که دارد بسیار حساس می باشد و بیشتر در کوره های القایی برای تقویت دامنه ولتاژ استفاده می شود،ودر کل مورد استفاده این نوع ترانزیستورها بیشتر برای راه اندازی المانهای توان بالا می باشد. مهمترین و تقریباً تنها کارایی IGBT سوئیچینگ جریانهای بالا می باشد. igbt ترانزیستور سریعی در عملکرد است زمان قطع و وصل در آن در حدود 1 میکروثانیه می باشد. چون که زمان بازیابی در این ترانزیستور خیلی کم است در نتیجه این ترانزیستور در فرکانسهای بالا عملکرد مناسبی دارد. ترانزیستور دو قطبی با درگاه عایق‌شده یا IGBT (کوتاه شده عبارت انگلیسی Insulated gate bipolar transistor) جز نیمه هادی قدرت بوده و در درجه اول به عنوان یک سوئیچ الکترونیکی استفاده می شود که در دستگاه های جدید برای بازده بالا و سوئیچینگ سریع استفاده میشود. 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 هااستفاده میشود. همچنین در ساخت انواع اینورترها،ترانسهای جوش و UPS کاربرد دارد. تصویر4- مدار معادل و ساختار فیزیکی ترانزیستور صنعتی IGBT در فرکانسهای بالای کلیدزنی از یک ترانزیستور جهت کنترل سطح ولتاژ DC استفاده میشود. با بالا رفتن فرکانس ترانزیستور دیگر خطی عمل نمی‌کند و نویز مخابراتی شدیدی را با توان بالا تولید میکند. به همین سبب در فرکانس کلیدزنی بالا از المان کم مصرف power MOSFET استفاده میشود. اما با بالا رفتن قدرت،تلفات آن نیز زیاد میشود. المان جدیدی به بازار آمده است که تمامی مزایای 2قطعه فوق را دارد و دیگر معایب BJT و POWER MOSFET را ندارد. این قطعه جدید IGBT نام دارد.در طی سالهای اخیر بدلیل ارزانی و مزایای این قطعه از آن استفاده زیادی شده است. IGBT (ترانزیستور دو قطبی با گیت عایق شده) یک نیمه هادی جدید و کاملاً صنعتی است که از ترکیب 2 نوع ترانزیستور BJT و MOSFET ساخته شده است. بطوریکه از دید ورودی شما یک MOSFET را میبینید 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. MOSFETها 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. تصویر5- مدار معادل ترانزیستور صنعتی IGBT اسامی پایه ها هم از روی همان اسامی قبلی انتخاب شده G از MOSFET و C,E از ترانزیستورهای BJT. در نتیجه با این ترکیب ساده شما المانی را استفاده میکنید دارای امپدانس بالای گیت و قابلیت تحمل ولتاژ بالا است. سرعت سوییچ کردن این نوع دارای محدودیت بوده بطور نمونه 1KHz تا 50KHz که در کل بین دو نوع BJT و MOSFET قرار میگیرد. و بخاطر امپدانس ورودی بسیار بالایی که دارد بسیار حساس می باشد. و بیشتر در کوره های القایی برای تقویت دامنه ولتاژ استفاده میشود. و در کل مورد استفاده این نوع ترانزیستورها بیشتر برای راه اندازی المانهای توان بالا می باشد.مهمترین و تقریباً تنها کارایی IGBT سوییچینگ جریانهای بالا میباشد. IGBT ها به طور معمول ولتاژ آستانه گیت امیتر بالاتر نسبت به MOSFET. همچنین، در دماهای بالا، ولتاژ گیت امیتر بالاتر مورد نیاز است تا اطمینان حاصل شود که دستگاه در اشباع در جریان کلکتور داده شده است. برای هر دو این دلایل، در IGBT اعمال VGE (ولتاژ گیت امیتر) باید حداقل 14 V (ترجیحا 15 V) باشد. در مورد MOSFET های مشابه بندی، VGS کاربردی 10 V (ولتاژ گیت منبع) به طور کلی کافی برای اطمینان از اشباع در دما و جاری است. به عنوان خازن گیت امیتر از IGBT مشابه رتبه گرایش به پایین در مقایسه با یک MOSFET به طور مشابه بندی، دروازه سری به نوبه خود بر مقدار مقاومت است که اغلب نسبت به برای MOSFET (اغلب دو بار، و یا ترجیح بالاتر است حتی بالاتر هنوز هم). این کمک می کند محدود به نوبه خود در DV / DT و در نتیجه به حداقل رساندن پتانسیل برای زنگ و حاصل EMI. منابع : elmha.com - fa.wikipedia.org - elmicro.ir - powerelectronics.com