절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT 또는 IGBT). 구성표, 설명

라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전
무료 도서관 / 전공

전력 반도체 장치. 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT 또는 IGBT). 무선 전자 및 전기 공학 백과사전

무료 기술 라이브러리

절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT) (영어 약어 IGBT - 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터)는 입력에 전계 효과 트랜지스터가 있고 출력에 바이폴라 트랜지스터가 있는 반도체 장치입니다.

이러한 조합 중 하나가 그림 7.4에 나와 있습니다. XNUMX. 이 장치는 바이폴라 트랜지스터 E(이미터) 및 C(컬렉터)의 출력에 의해 전원 회로에 도입되고 출력 G(게이트)에 의해 제어 회로에 도입됩니다.

따라서 IGBT는 세 개의 외부 터미널: 이미 터, 컬렉터, 게이트. 이미터 및 드레인(D), 베이스 및 소스(S) 연결은 내부에 있습니다. 하나의 구조에 두 개의 장치를 결합함으로써 전계 효과 및 바이폴라 트랜지스터의 장점인 높은 입력 저항과 높은 전류 부하 및 낮은 온 상태 저항을 결합할 수 있었습니다.

절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT 또는 IGBT)
쌀. 7.4. 옵션 중 하나는 온 상태에서 IGBT 구조의 전류 부하 및 낮은 저항입니다.

IGBT 구조

IGBT 구조의 개략도가 그림 7.5에 나와 있습니다. 7.5. 바이폴라 트랜지스터 (그림 XNUMX, a)는 p + (에미 터), n (베이스), p (컬렉터) 층으로 구성됩니다. 필드 - 레이어 n(소스), n+(드레인) 및 금속판(게이트). 레이어 p+ 및 p에는 전원 회로에 포함된 외부 리드가 있습니다. 셔터에는 제어 회로에 포함된 출력이 있습니다.

무화과. 7.5, b가 표시됨 XNUMX세대 IGBT 구조, "recessed" 채널 기술(트렌치 게이트 기술)에 따라 제작되어 p-베이스 사이의 저항을 제거하고 장치 크기를 여러 번 줄일 수 있습니다.

절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT 또는 IGBT)
쌀. 7.5. IGBT 구조: a - 표준 트랜지스터의 구조; 트렌치 게이트 기술을 사용하여 만든 트랜지스터의 b- 구조

작동 원리 및 특징

포함 프로세스 IGBT는 두 단계로 나눌 수 있습니다.

1 단계 - 게이트와 소스 사이에 양의 전압을 가한 후 전계 효과 트랜지스터가 열립니다 (소스와 드레인 사이에 n 채널이 형성됨).
2 단계 - 영역 n에서 영역 p로 전하가 이동하면 바이폴라 트랜지스터가 열리고 이미 터에서 컬렉터로 전류가 나타납니다.

따라서, 전계 효과 트랜지스터는 바이폴라의 작동을 제어합니다.. 완전히 켜진 상태에서 공칭 전압이 600-1200V 범위인 IGBT의 경우 바이폴라 트랜지스터와 마찬가지로 순방향 전압 강하는 1,5-3,5V 범위입니다.

이는 동일한 정격 전압을 가진 전도성 전력 MOSFET의 일반적인 전압 강하보다 훨씬 적습니다.

반면 공칭 전압이 200V 이하인 MOSFET은 IGBT보다 온 상태 전압이 낮고 낮은 작동 전압과 최대 50A의 스위칭 전류에서 이 점에서 타의 추종을 불허합니다.

속도면에서 IGBT는 MOSFET보다 열등하지만 바이폴라보다 훨씬 우수합니다. 전형적인 재흡수 시간 값 IGBT가 꺼졌을 때 축적된 전하와 전류 강하는 각각 0,2~0,4와 0,2~1,5μs 범위에 있다.

안전한 작업 공간 IGBT는 수백 암페어의 정격 전류를 가진 모듈에 대해 10~20kHz의 주파수에서 스위칭 경로를 형성하기 위한 추가 회로를 사용하지 않고도 안정적인 작동을 성공적으로 보장할 수 있습니다. 이러한 특성은 Darlington 회로에 따라 연결된 바이폴라 트랜지스터에는 없습니다.

개별 MOSFET이 최대 500V의 스위치 전원 공급 장치에서 바이폴라 MOSFET을 대체한 것처럼 개별 IGBT는 더 높은 전압 공급 장치(최대 3500V)에서 동일하게 작동합니다.

IGBT 모듈

IGBT 모듈 내부 배선도에 따라 다음을 나타낼 수 있습니다.

단일 IGBT;
두 개의 IGBT가 직렬로 연결된 이중 모듈(하프 브리지)(하프 브리지);
단일 IGBT가 다이오드와 직렬로 연결된 초퍼;
단상 또는 삼상 브리지.

절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT 또는 IGBT)
쌀. 7.6. IGBT 모듈 구성: a - 단일 IGBT; b - 이중 모듈; c - 컬렉터 차단기(쵸퍼); g - 이미 터 차단기 (초퍼)

인터럽터를 제외한 모든 경우에 모듈에는 각 IGBT와 병렬로 플라이백 다이오드가 내장되어 있습니다. 가장 일반적인 IGBT 모듈 연결 다이어그램은 그림에 나와 있습니다. 7.6.

개별 요소와 모듈의 주요 차이점

개별 장치와 고전류 모듈의 주요 차이점은 다른 회로 요소에 전기적으로 연결되는 방식에 있습니다. 이산 부품은 납땜을 통해 인쇄 회로 기판의 회로 요소에 연결됩니다.

인쇄 회로 기판의 접점 연결에서 전류의 최대값은 일반적으로 정상 상태 작동에서 100A를 초과하지 않습니다. 이는 병렬로 연결된 구성요소의 수에 자연적인 제한을 부과합니다. 반면 고전류 모듈에는 나사 단자가 있습니다. 따라서 케이블 러그에 연결하거나 부스바에 직접 연결할 수 있습니다. 고전류 모듈은 구멍을 통해 PCB에 직접 연결할 수도 있습니다.

모듈은 세 가지 버전으로 제공됩니다.:

단일 키 방식(MDTKI 시리즈)에 따라;
두 개의 키 구성표(M2TKI)에 따라;
현재 인터럽터, 초퍼(MTKID 시리즈)의 방식에 따라.

트랜지스터는 초고속 복구 소프트 복구 다이오드(FRD)인 플라이백 다이오드에 의해 션트됩니다.

저자: Koryakin-Chernyak S.L.

다른 기사 보기 섹션 전기공의 핸드북.

읽고 쓰기 유용한 이 기사에 대한 의견.

<< 뒤로

과학 기술의 최신 뉴스, 새로운 전자 제품:

교통 소음으로 인해 병아리의 성장이 지연됩니다 06.05.2024

현대 도시에서 우리를 둘러싼 소리는 점점 더 날카로워지고 있습니다. 그러나 이 소음이 동물계, 특히 아직 알에서 부화하지 않은 병아리와 같은 섬세한 생물에 어떤 영향을 미치는지 생각하는 사람은 거의 없습니다. 최근 연구에서는 이 문제에 대해 조명하고 있으며, 이는 발달과 생존에 심각한 결과를 초래함을 나타냅니다. 과학자들은 얼룩말 다이아몬드백 병아리가 교통 소음에 노출되면 발달에 심각한 지장을 초래할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 실험에 따르면 소음 공해로 인해 부화가 크게 지연될 수 있으며, 실제로 나온 병아리는 여러 가지 건강 증진 문제에 직면하게 됩니다. 연구원들은 또한 소음 공해의 부정적인 영향이 성체에게도까지 미친다는 사실을 발견했습니다. 번식 가능성 감소와 번식력 감소는 교통 소음이 야생 동물에 미치는 장기적인 영향을 나타냅니다. 연구 결과는 필요성을 강조합니다. ...>>

무선 스피커 삼성 뮤직 프레임 HW-LS60D 06.05.2024

현대 오디오 기술의 세계에서 제조업체는 완벽한 음질뿐만 아니라 기능성과 미학을 결합하기 위해 노력합니다. 이 방향의 최신 혁신적인 단계 중 하나는 60 World of Samsung 이벤트에서 선보인 새로운 Samsung Music Frame HW-LS2024D 무선 스피커 시스템입니다. Samsung HW-LS60D는 단순한 스피커 그 이상입니다. 프레임 스타일 사운드의 예술입니다. Dolby Atmos를 지원하는 6개 스피커 시스템과 스타일리시한 포토 프레임 디자인이 결합되어 어떤 인테리어에도 완벽하게 어울리는 제품입니다. 새로운 삼성 뮤직 프레임은 어떤 볼륨 레벨에서도 선명한 대화를 전달하는 적응형 오디오(Adaptive Audio)와 풍부한 오디오 재생을 위한 자동 공간 최적화 등의 고급 기술을 갖추고 있습니다. Spotify, Tidal Hi-Fi 및 Bluetooth 5.2 연결과 스마트 어시스턴트 통합을 지원하는 이 스피커는 귀하의 요구를 만족시킬 준비가 되어 있습니다. ...>>

광신호를 제어하고 조작하는 새로운 방법 05.05.2024

현대 과학 기술 세계는 빠르게 발전하고 있으며 매일 다양한 분야에서 우리에게 새로운 전망을 열어주는 새로운 방법과 기술이 등장하고 있습니다. 그러한 혁신 중 하나는 독일 과학자들이 광학 신호를 제어하는 새로운 방법을 개발한 것이며, 이는 포토닉스 분야에서 상당한 발전을 가져올 수 있습니다. 최근 연구를 통해 독일 과학자들은 용융 실리카 도파관 내부에 조정 가능한 파장판을 만들 수 있었습니다. 이 방법은 액정층을 이용하여 도파관을 통과하는 빛의 편광을 효과적으로 변화시킬 수 있는 방법이다. 이 기술적 혁신은 대용량 데이터를 처리할 수 있는 작고 효율적인 광소자 개발에 대한 새로운 전망을 열어줍니다. 새로운 방법에 의해 제공되는 전기광학적인 편광 제어는 새로운 종류의 통합 광소자에 대한 기초를 제공할 수 있습니다. 이는 다음과 같은 사람들에게 큰 기회를 열어줍니다. ...>>

아카이브의 무작위 뉴스

장내 미생물총은 우리의 건강과 기분에 영향을 미칩니다 12.01.2017

호세 E 메소네로(Jose E Mesonero) 교수가 이끄는 사라고사(스페인)와 엑서터(영국) 대학의 생리학자들은 장내 미생물이 우리의 건강과 기분에 영향을 미치는 메커니즘을 발견했습니다.

먼저 배양된 세포에서 실험한 다음 마우스에서 실험한 결과, 중요한 장 건강 검출기인 TLR2 단백질이 세로토닌 수준을 조절한다는 사실을 발견했습니다. 이 "기분 좋은 호르몬"은 뇌에 신호를 전달하고 동시에 장 수축을 조절하는 신경 전달 물질입니다.

이 발견을 통해 장내 미생물총이 생리학의 다양한 측면에 미치는 복잡한 영향을 더 잘 이해할 수 있습니다. 예를 들어, TLR2 기능 장애는 이전에 심각한 장 염증을 유발하는 것으로 나타났습니다. 이제 이 질병과 다른 질병에 대한 효과적인 치료법을 찾을 수 있습니다.

다른 흥미로운 소식:

▪ 32Gb ReRAM 칩

과학 기술 뉴스 피드, 새로운 전자 제품

무료 기술 라이브러리의 흥미로운 자료:

▪ 사이트 섹션 전력 조절기, 온도계, 열 안정기. 기사 선택

▪ 기사 토지법. 어린이 침대

▪ 기사 커피는 사람들에게 어떤 영향을 미칩니 까? 자세한 답변

▪ 기사 차고 입장 안내. 개인 수송