Доставка электронных компонентов осуществляется по России, Беларуси, Казахстану. Основным преимуществом IGBT перед другими полупроводниковыми приборами является высокая эффективность проводимости тока. Схемотехника частотника такова, что технологичнее применять сборку или модуль, в котором установлено несколько IGBT-транзисторов. IGBT-транзисторы выпускаются не только в виде отдельных компонентов, но и в виде сборок и модулей.
- Заказать IGBT модули можно на сайте компании производителя Технопром М.
- Это произошло почти одновременно в лабораториях фирм General Electric (Скенектади, штат Нью-Йорк) и RCA (Принстон, штат Нью-Джерси).
- IGBT можно разделить на отдельные IGBT, IPM (интеллектуальный силовой модуль) и другие типы пакетов.
- Удельное сопротивление высокоомной N-дрейфовой области уменьшается, когда дырки инжектируются из этой P-области при включении.
- Напряжение цепи «коллектор-эмиттер» для снижения динамических потерь и обеспечения стабильной работы транзистора при отпирании ключа должно составлять +15±10% В, при запирании -7…-15 В.
- Передаточные характеристики IGBT демонстрируют взаимосвязь между Ic и VGE.
- Как и биполярные транзисторы, IGBT способны накапливать заряд, который является причиной остаточного тока и нагрева прибора при запирании.
- На базе IGBT производят частотные преобразователи для электроприводов, бестрансформаторные конверторы и инверторы, сварочное оборудование, регуляторы тока для мощных приводов.
- Это силовой транзистор, сочетающий в себе входной МОП-транзистор и выходной биполярный транзистор.
Заказать IGBT модули можно на сайте компании производителя Технопром М. Благодаря своему легкому весу и эффективной мощности переключения он применим в усилителях и других генераторах, которым необходимо создавать сигналы сложной формы с помощью фильтра нижних частот и широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Несколько позже, в 1985 году, был представлен БТИЗ, отличительной особенностью которого была плоская структура, диапазон рабочих напряжений стал больше. Так, при высоких напряжениях и больших токах потери в открытом состоянии очень малы. При этом устройство имеет похожие характеристики переключения и проводимости, как у биполярного транзистора, а управление осуществляется за счет напряжения, как это происходит у полевых транзисторов.
igbt
Разница напряжений между VCC и GND практически одинакова на нагрузке. Из-за больших токов большой ток биполярного транзистора контролируется напряжением затвора MOSFET. При транспортировке, монтаже и эксплуатации IGBT должна учитываться чувствительность модулей к статическим зарядам.
Характеристики IGBT транзистора
Для борьбы с токами короткого замыкания в цепь «затвор – эмиттер» включают защиту. Внутреннее сопротивление драйвера управления должно выбираться в пределах диапазона конкретного модуля с учетом динамических потерь. Это необходимо для исключения перенапряжений, вызванных перезарядкой внутренних индуктивностей. Длительность импульсов напряжения выхода драйвера должна быть меньше времени коммутации транзисторов в 5-10 раз.
Полупроводниковые устройства могут применяться при напряжении 10 кВ и коммутации токов до 1200 А. На базе IGBT производят частотные преобразователи для электроприводов, бестрансформаторные конверторы и инверторы, сварочное оборудование, регуляторы тока для мощных приводов. В области частот кГц потери мощности на IGBT-транзисторах малы и не вызывают сильного нагрева, который приводит к тепловому пробою.
Биполярный транзистор образует силовой канал, полевой – канал управления. Объединение полупроводниковых элементов реализовано структурой элементных ячеек в одном кристалле. Впервые мощные полевые транзисторы появились в 1973 году, а уже в 1979 году была предложена схема составного транзистора, оснащенного управляемым биполярным транзистором при помощи полевого с изолированным затвором. В ходе тестов было установлено, что при использовании биполярного транзистора в качестве ключа на основном транзисторе насыщение отсутствует, а это значительно снижает задержку в случае его выключения. Передаточные характеристики IGBT демонстрируют взаимосвязь между Ic и VGE.
Для коммутации больших токов, превышающих допустимое значение для одного транзистора, можно подключать модули параллельно. Падение напряжения на открытом IGBT зависит от температуры гораздо меньше аналогичного параметра MOSFET-транзисторов. На рисунке приведен график падения напряжения в функции температуры для 2 IGBT транзисторов и одного полевого прибора. MOSFET-транзисторы применяются в основном в высокочастотных низковольтных преобразователях, область применения IGBT – мощные высоковольтные схемы. Силовые модули IGBT сочетают в себе несколько IGBT (БТИЗ) транзисторов в различных конфигурациях под конкретные задачи.
- Силовые модули IGBT сочетают в себе несколько IGBT (БТИЗ) транзисторов в различных конфигурациях под конкретные задачи.
- Готовы обеспечить компании любой величины поставками современной и надежной продукции.
- IGBT имеют металлический слой, прикрепленный ко всем трем выводам (коллектор, эмиттер и затвор).
- Модули IGBT могут иметь разное исполнения, начиная от одиночных силовых ключей и чопперов, заканчивая полными трёхфазными мостами и однофазными трёхуровневыми схемами.
- IGBT предпочтительнее тиристоров, которые ждут быстрого переключения через ноль.
- Данное сочетание привело к тому, что он унаследовал положительные качества, как полевого транзистора, так и биполярного.
- Таким образом, коэффициент усиления представляет собой соотношение изменений выходного напряжения с изменениями входного напряжения.
- Это существенно увеличивает стоимость преобразователей и усложняет их производство.
- Протекание тока коллектора требует минимального порогового напряжения VTH между затвором и эмиттером.
- Мы предлагаем оригинальные модули со склада, с официальной гарантией и быстрой доставкой по России.
- Они определяются по графику и зависят от частоты коммутаций, температуры, напряжения на коллекторе, тока в момент переключения.
По сути, IGBT — это полупроводник, управляемый напряжением , который обеспечивает большие токи коллектор-эмиттер при почти нулевом токе затвора. IGBT имеет входные характеристики биполярного транзистора и выходные характеристики МОП-лампы. Биполярные транзисторы с изолированным затвором находят очень широкое применение в современной электронике. Модуль IGBT сегодня используется в самом современном оборудовании, таком как электрические и гибридные автомобили, а также в поездах, воздушных машинах и т.
Для снижения выравнивающих токов в цепи эмиттера ставят резистор номиналом до 0,1 от эквивалентного сопротивления транзистора. Наблюдая за базовой структурой IGBT, показанной выше, можно увидеть, что существует другой путь от коллектора к эмиттеру, который представляет собой коллектор, p+, n-, p (n-канал), n+ и эмиттер. IGBT имеют металлический слой, прикрепленный ко всем трем выводам (коллектор, эмиттер и затвор). Однако металлический материал на выводе затвора имеет слой диоксида кремния.
На фото №1 показан мощный IGBT-модуль BSM 50GB 120DN2 из частотного преобразователя (так называемого « частотника ») для управления трёхфазным двигателем. Однако действие и функция тиристора подавляются, а это означает, что во всем рабочем диапазоне устройства IGBT разрешено только действие транзистора. IGBT предпочтительнее тиристоров, которые ждут быстрого переключения через ноль. Толщина области дрейфа определяет способность IGBT блокировать напряжение. Над областью дрейфа находится область основного тела, состоящая из (p)-подложки вблизи эмиттера и внутри области основного тела из слоя (n+). IGBT является основным компонентом инвертора и, естественно, требует особого внимания.
Биполярный транзистор с изолированным затвором
В схемы с биполярными транзисторами приходится включать дополнительные цепи, обеспечивающие управление и защиту полупроводниковых элементов. Это существенно увеличивает стоимость преобразователей и усложняет их производство. Полупроводниковый ключ – один из самых важных элементов силовой электроники. На их базе строятся практически все бестрансформаторные преобразователи тока и напряжения, инверторы, частотные преобразователи. Стоит отметить, что IGBT и MOSFET в некоторых случаях являются взаимозаменяемыми, но для высокочастотных низковольтных каскадов предпочтение отдают транзисторам MOSFET, а для мощных высоковольтных – IGBT. Вот так выглядят современные IGBT-транзисторы FGH40N60SFD фирмы Fairchild.
IGBT-модули работают с напряжением в диапазоне от 600 до 6500 В и токами от 50 до 3500 А. IGBT-модули – силовые устройства, в основе которых лежат IGBT-транзисторы. Кроме того, им можно легко управлять с помощью внешнего напряжения, что делает его идеальным для приложений, где требуется точное управление током.
Он имеет структуру изолированного порта, что означает, что порт не подключен к стоку и управляется напряжением. Таким образом, IGBT легче контролировать, чем MOSFET, что обеспечивает большую точность управления схемой. Кроме того, IGBT обладает большей способностью выдерживать большие токи, чем биполярный транзистор. Внутренняя структура БТИЗ – это каскадное подключение двух электронных входных ключей, которые управляют оконечным плюсом. Далее на рисунке №1 показана упрощённая эквивалентная схема биполярного транзистора с изолированным затвором. Диапазон использования — от десятков до 1200 ампер по току, от сотен вольт до 10 кВ по напряжению.
В результате переключение мощной нагрузки становится возможным при малой мощности, так как управляющий сигнал поступает на затвор полевого транзистора. Первый промышленный образец БТИЗ был запатентован International Rectifier в 1983 году. Позднее, в 1985 году, был разработан БТИЗ с полностью планарной структурой (без V-канала) и более высокими рабочими напряжениями. Это произошло почти одновременно в лабораториях фирм General Electric (Скенектади, штат Нью-Йорк) и RCA (Принстон, штат Нью-Джерси). Второе (появилось в 1990-е годы) и третье (современное) поколения IGBT в целом избавлено от этих недостатков.
В диапазоне токов до десятков ампер и напряжений до примерно 500 В целесообразно применение обычных МОП- (МДП-) транзисторов, а не БТИЗ, так как при низких напряжениях полевые транзисторы обладают меньшим сопротивлением. Полевые МОП-транзисторы легко управляются, что свойственно транзисторам с изолированным затвором, и имеют встроенный диод утечки для ограничения случайных бросков тока. Типичные применения этих транзисторов — импульсные преобразователи напряжения с высокими рабочими частотами, аудиоусилители (так называемого класса D). В левом случае разность напряжений VIN, которая представляет собой разность потенциалов входа (затвора) с землей/VSS, контролирует выходной ток, текущий от коллектора к эмиттеру.
Commentaires récents