Was ist ein IGBT-Transistor?

Parallel zur Untersuchung der Eigenschaften von HalbleiternEs gab auch eine Verbesserung der Herstellungstechnologie von darauf basierenden Geräten. Allmählich alle neuen Elemente, mit guter Leistung. Der erste IGBT-Transistor erschien 1985 und kombinierte die einzigartigen Eigenschaften einer Bipolar- und Feldstruktur. Wie sich herausstellte, können diese beiden damals bekannten Arten von Halbleiterbauelementen leicht miteinander „auskommen“. Sie bildeten eine Struktur, die innovativ wurde und bei den Entwicklern elektronischer Schaltungen nach und nach große Popularität erlangte. Die Abkürzung IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) spricht von einer Hybridschaltung aus Bipolar- und Feldeffekttransistoren. Gleichzeitig wurde die Fähigkeit, mit großen Strömen in Stromkreisen einer Struktur zu arbeiten, mit einem hohen Eingangswiderstand einer anderen kombiniert.

Ein moderner IGBT-Transistor unterscheidet sich von seinemVorgänger. Tatsache ist, dass sich die Technologie ihrer Produktion allmählich verbesserte. Seit dem Erscheinen des ersten Elements mit einer solchen Struktur haben sich seine Hauptparameter zum Besseren gewandelt:

• Die geschaltete Spannung ist von 1000 V auf 4500 V gestiegen. Dies ermöglichte die Verwendung von Leistungsmodulen beim Arbeiten in Hochspannungskreisen. Diskrete Elemente und Module sind zuverlässiger beim Arbeiten mit der Induktivität im Stromkreis geworden und besser vor Impulsrauschen geschützt.
• Der Schaltstrom für diskrete Elemente hat zugenommenbis zu 600A diskret und bis zu 1800A modular. Dies ermöglichte es, Hochleistungsstromkreise zu schalten und einen IGBT-Transistor zu verwenden, um mit Motoren, Heizungen, verschiedenen Industrieanlagen usw. zu arbeiten.
• Der Durchlassspannungsabfall im geöffneten Zustand fiel auf 1 V ab. Dies ermöglichte es, die Fläche der Wärmeableitungsheizkörper zu verringern und gleichzeitig das Risiko eines Ausfalls aufgrund eines thermischen Ausfalls zu verringern.
• Schaltfrequenz in modernen Gerätenerreicht 75 Hz, wodurch sie in innovativen Steuerungssystemen für elektrische Antriebe verwendet werden können. Insbesondere werden sie erfolgreich in Frequenzumrichtern eingesetzt. Solche Geräte sind mit einem PWM-Controller ausgestattet, der in Verbindung mit einem Modul arbeitet, dessen Hauptelement ein IGBT-Transistor ist. Frequenzumrichter ersetzen nach und nach herkömmliche Steuerungssysteme für elektrische Antriebe.
• Die Leistung des Geräts hat sich ebenfalls erheblich erhöht. Moderne IGBT-Transistoren haben di / dt = 200 μs. Dies bezieht sich auf die Zeit, die zum Aktivieren / Deaktivieren benötigt wird. Im Vergleich zu den ersten Proben hat sich die Leistung verfünffacht. Eine Erhöhung dieses Parameters wirkt sich auf die mögliche Schaltfrequenz aus, was wichtig ist, wenn mit Geräten gearbeitet wird, die das Prinzip der PWM-Steuerung implementieren.

Elektronische Schaltungen wurden ebenfalls verbessert,welches den IGBT-Transistor steuerte. Die Hauptanforderungen, die an sie gestellt wurden, waren die Gewährleistung eines sicheren und zuverlässigen Schaltens des Geräts. Sie müssen alle Schwächen des Transistors berücksichtigen, insbesondere seine "Angst" vor Überspannung und statischer Elektrizität.