itciskra.ru
Принцип работы IGBT транзистора основан на использовании четырех слоев полупроводникового материала. Три из них являются слоями p-n-переходов, а четвертым является слой изоляции между управляющим электродом и основными электродами. Это позволяет управлять электрическим током в устройстве, регулировать его открытие и закрытие и обеспечивать эффективное управление энергией.
При работе IGBT транзистора, управляющее напряжение подается на управляющий электрод для управления электрическим током между основными электродами. Когда управляющее напряжение выше порогового значения, IGBT переходит в режим проводимости и электрический ток может свободно проходить через транзистор. Когда управляющее напряжение ниже порогового значения, IGBT переходит в режим блокировки и электрический ток перестает протекать через транзистор.
IGBT транзисторы широко используются во многих областях, включая промышленность, энергетику, автомобильную промышленность и другие. Их преимущества включают высокую эффективность, высокую мощность, компактность и надежность. Важно отметить, что правильное управление IGBT транзистором может значительно улучшить энергоэффективность и производительность системы.
Понятие и структура IGBT транзистора
Структура IGBT транзистора состоит из трех слоев: эмиттера, коллектора и базы. Как и у биполярного транзистора, ток в IGBT транзисторе может протекать как в прямом, так и в обратном направлении. Однако, в отличие от биполярного транзистора, у IGBT транзистора на базовый контакт подается напряжение по сигналу управления, а управление осуществляется с помощью накопления и высвобождения зарядов в канале полевого транзистора.
При работе IGBT транзистора, управление осуществляется за счет зарядов в канале MOSFET транзистора, который расположен на поверхности инфусированного кристалла. MOSFET транзистор отвечает за работу в режиме открытия или закрытия, позволяя или блокируя пропускание тока. При этом, движение электронов контролируется с помощью напряжения, подаваемого на входные контакты, разделенных областями с изоляцией.
Работа IGBT транзистора в режиме включения
В режиме включения IGBT транзистор может быть описан точно так же, как и обычный биполярный транзистор с драйвером. При подаче положительного напряжения на базу N-канального IGBT транзистора, образуется переход P-N. Заряженные носители в транзисторе создают инверсионный слой и уменьшают сопротивление между коллектором и эмиттером.
В процессе включения IGBT транзистора, на затвор транзистора подается сигнал напряжения, что вызывает смещение p-n перехода и создание инверсионного слоя. Заряженные носители в инверсионном слое создают электронный поток в направлении от коллектора к эмиттеру, а также передают свой заряд дыркам в базовом эмиттерном переходе.
Когда затворное напряжение достигает достаточной величины, открывается p-n переход, и IGBT входит в режим насыщения. В этом режиме, сопротивление транзистора снижается до минимального значения. Транзистор работает как закрытый ключ и обладает минимальными потерями напряжения.