Igbt

ஐ.ஜி.பி.டி என்பது இன்சுலேட்டட் கேட் பைபோலார் டிரான்சிஸ்டரின் ஒரு குறுகிய வடிவமாகும், இது பைபோலார் ஜங்ஷன் டிரான்சிஸ்டர் (பிஜேடி) மற்றும் மெட்டல் ஆக்சைடு ஃபீல்ட் எஃபெக்ட் டிரான்சிஸ்டர் (எம்ஓஎஸ்-ஃபெட்) ஆகியவற்றின் கலவையாகும். இது தொடர்புடைய பயன்பாடுகளை மாற்ற பயன்படும் ஒரு குறைக்கடத்தி சாதனம்.

IGBT என்பது MOSFET மற்றும் டிரான்சிஸ்டரின் கலவையாக இருப்பதால், இது டிரான்சிஸ்டர்கள் மற்றும் MOSFET இரண்டின் நன்மைகளையும் கொண்டுள்ளது. அதிக மின்மறுப்புடன் அதிக மாறுதல் வேகத்தின் நன்மைகளை மோஸ்ஃபெட் கொண்டுள்ளது, மறுபுறம் பிஜேடி அதிக லாபம் மற்றும் குறைந்த செறிவு மின்னழுத்தத்தின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, இரண்டும் ஐஜிபிடி டிரான்சிஸ்டரில் உள்ளன. ஐ.ஜி.பி.டி என்பது மின்னழுத்த கட்டுப்பாட்டு குறைக்கடத்தி ஆகும், இது பெரிய கலெக்டர் உமிழ்ப்பான் நீரோட்டங்களை கிட்டத்தட்ட பூஜ்ஜிய கேட் தற்போதைய இயக்ககத்துடன் செயல்படுத்துகிறது.

விவாதிக்கப்பட்டபடி, IGBT ஆனது MOSFET மற்றும் BJT களின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, IGBT வழக்கமான MOSFET கள் மற்றும் அதே வெளியீட்டு பரிமாற்ற பண்புகள் போன்ற வாயில்களைக் காப்பிட்டுள்ளது. இருப்பினும், பிஜேடி தற்போதைய கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சாதனம் ஆனால் ஐஜிபிடியைப் பொறுத்தவரை, கட்டுப்பாடு MOSFET ஐப் பொறுத்தது, எனவே இது மின்னழுத்த கட்டுப்பாட்டு சாதனமாகும், இது நிலையான MOSFET களுக்கு சமம்.

IGBT சமமான சுற்று மற்றும் சின்னம்

மேலே உள்ள படத்தில் IGBT இன் சமமான சுற்று காட்டப்பட்டுள்ளது. இது டார்லிங்டன் டிரான்சிஸ்டரில் பயன்படுத்தப்படும் அதே சுற்று அமைப்பு, அங்கு இரண்டு டிரான்சிஸ்டர்கள் ஒரே வழியில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. மேலே உள்ள படத்தை நாம் காணக்கூடியபடி, ஐஜிபிடி இரண்டு சேனல்களை ஒருங்கிணைக்கிறது, என் சேனல் மோஸ்ஃபெட் மற்றும் பிஎன்பி டிரான்சிஸ்டர். N சேனல் MOSFET PNP டிரான்சிஸ்டரை இயக்குகிறது. ஒரு நிலையான BJT இன் பின் அவுட்டில் கலெக்டர், உமிழ்ப்பான், அடிப்படை மற்றும் ஒரு நிலையான MOSFET பின் அவுட் ஆகியவை கேட், வடிகால் மற்றும் மூலத்தை உள்ளடக்கியது. ஆனால் ஐஜிபிடி டிரான்சிஸ்டர் பின்ஸைப் பொறுத்தவரை, இது கேட் ஆகும், இது என்-சேனல் மோஸ்ஃபெட்டிலிருந்து வருகிறது, மேலும் கலெக்டர் மற்றும் எமிட்டர் பிஎன்பி டிரான்சிஸ்டரிலிருந்து வருகின்றன.

பி.என்.பி டிரான்சிஸ்டரில், கலெக்டர் மற்றும் உமிழ்ப்பான் கடத்தல் பாதை மற்றும் ஐ.ஜி.பி.டி இயக்கப்படும் போது அது நடத்தப்பட்டு அதன் மூலம் மின்னோட்டத்தை கொண்டு செல்கிறது. இந்த பாதை N சேனல் MOSFET ஆல் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

பிஜேடியைப் பொறுத்தவரை, பீட்டா எனக் குறிப்பிடப்படும் ஆதாயத்தைக் கணக்கிடுகிறோம் (

மேலே உள்ள படத்தில், IGBT இன் சின்னம் காட்டப்பட்டுள்ளது. நாம் பார்க்க முடியும் என, சின்னத்தில் டிரான்சிஸ்டரின் கலெக்டர் உமிழ்ப்பான் பகுதியும் MOSFET இன் வாயில் பகுதியும் அடங்கும். மூன்று முனையங்கள் கேட், கலெக்டர் மற்றும் எமிட்டர் என காட்டப்பட்டுள்ளன .

நடத்தி அல்லது மாறியது 'போது மீது தற்போதைய ஓட்டம்' முறையில் கலெக்டர் க்கு உமிழ்ப்பான். பிஜேடி டிரான்சிஸ்டருக்கும் இதேதான் நடக்கும். ஆனால் ஐஜிபிடி விஷயத்தில் பேஸுக்கு பதிலாக கேட் உள்ளது. கேட் முதல் உமிழ்ப்பான் மின்னழுத்தத்திற்கு இடையிலான வேறுபாடு Vge என்றும், சேகரிப்பாளருக்கு உமிழ்ப்பான் இடையேயான மின்னழுத்த வேறுபாடு Vce என்றும் அழைக்கப்படுகிறது.

உமிழ்ப்பான் மின்னோட்ட (அதாவது) போன்ற கிட்டத்தட்ட அதே தான் சேகரிப்பான் மின்னோட்டத்தை (ஐசி), IE = Ic. கலெக்டர் மற்றும் உமிழ்ப்பான் இரண்டிலும் தற்போதைய ஓட்டம் ஒப்பீட்டளவில் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதால், Vce மிகவும் குறைவாக உள்ளது.

BJT மற்றும் MOSFET பற்றி இங்கே மேலும் அறிக.

IGBT இன் பயன்பாடுகள்:

ஐஜிபிடி முக்கியமாக பவர் தொடர்பான பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. நிலையான சக்தி BJT இன் மிக மெதுவான மறுமொழி பண்புகள் உள்ளன, அதேசமயம் MOSFET வேகமாக மாறுவதற்கான பயன்பாட்டிற்கு ஏற்றது, ஆனால் MOSFET என்பது அதிக விலை மதிப்பீடு தேவைப்படும் அதிக விலை தேர்வு. பவர் பிஜேடி மற்றும் பவர் மோஸ்ஃபெட்களை மாற்றுவதற்கு ஐஜிபிடி பொருத்தமானது.

மேலும், பிஜிடிகளுடன் ஒப்பிடும்போது ஐஜிபிடி குறைந்த 'ஆன்' எதிர்ப்பை வழங்குகிறது, மேலும் இந்த சொத்து காரணமாக ஐ.ஜி.பி.டி அதிக சக்தி தொடர்பான பயன்பாட்டில் வெப்ப செயல்திறன் கொண்டது.

மின்னணு துறையில் ஐஜிபிடி பயன்பாடுகள் மிகப் பெரியவை. குறைந்த எதிர்ப்பின் காரணமாக , மிக அதிக தற்போதைய மதிப்பீடு, அதிக மாறுதல் வேகம், ஜீரோ கேட் டிரைவ், ஐஜிபிடி கள் உயர் சக்தி மோட்டார் கட்டுப்பாடு, இன்வெர்ட்டர்கள், அதிக அதிர்வெண் மாற்றும் பகுதிகளுடன் சுவிட்ச் மோட் மின்சாரம் ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

மேலே உள்ள படத்தில், அடிப்படை மாறுதல் பயன்பாடு IGBT ஐப் பயன்படுத்தி காட்டப்பட்டுள்ளது. ஆர்எல், IGBT ன் உமிழ்ப்பான் முழுவதும் கிரவுண்டுக்கு இணைக்கப்பட்டிருக்கிறது தடைச் சுமை உள்ளது. சுமை முழுவதும் மின்னழுத்த வேறுபாடு VRL என குறிக்கப்படுகிறது. சுமை தூண்டக்கூடியதாகவும் இருக்கலாம். வலது பக்கத்தில் வேறு சுற்று காட்டப்பட்டுள்ளது. சுமை சேகரிப்பான் முழுவதும் இணைக்கப்பட்டுள்ளது, அங்கு தற்போதைய பாதுகாப்பு மின்தடை உமிழ்ப்பான் முழுவதும் இணைக்கப்பட்டுள்ளது. தற்போதைய இரண்டு நிகழ்வுகளிலும் சேகரிப்பாளரிடமிருந்து உமிழ்ப்பான் வரை பாயும்.

BJT இன் விஷயத்தில், BJT இன் அடிப்படை முழுவதும் நிலையான மின்னோட்டத்தை வழங்க வேண்டும். ஆனால் ஐ.ஜி.பீ.டி விஷயத்தில், மோஸ்ஃபெட்டைப் போலவே நாம் வாயில் முழுவதும் நிலையான மின்னழுத்தத்தை வழங்க வேண்டும் மற்றும் செறிவு நிலையான நிலையில் பராமரிக்கப்படுகிறது.

இடது வழக்கில், மின்னழுத்த வேறுபாடு, மைதானம் / விஎஸ்எஸ் உடனான உள்ளீடு (வாயில்) இன் சாத்தியமான வேறுபாடான விஐஎன், சேகரிப்பாளரிடமிருந்து உமிழ்ப்பான் வரை செல்லும் வெளியீட்டு மின்னோட்டத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது. வி.சி.சி மற்றும் ஜி.என்.டி இடையேயான மின்னழுத்த வேறுபாடு சுமை முழுவதும் கிட்டத்தட்ட ஒரே மாதிரியாக இருக்கும்.

வலது பக்க சுற்றில், சுமை வழியாக பாயும் மின்னோட்டம் RS மதிப்பால் வகுக்கப்பட்ட மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்தது.

I _RL2 = V _IN / R _S.

மின்காப்புக் கேட் இருமுனை டிரான்சிஸ்டர் (IGBT) 'மாறியது முடியும் மீது ' மற்றும் ' நிறுத்தவும் வாயில் செயல்படுத்துவதன் மூலம்'. கேட் முழுவதும் மின்னழுத்தத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் நாங்கள் கேட்டை மிகவும் நேர்மறையாக மாற்றினால், ஐ.ஜி.பீ.டி யின் உமிழ்ப்பான் ஐ.ஜி.பீ.டியை அதன் “ ஆன் ” நிலையில் வைத்திருக்கிறது, மேலும் நாங்கள் கேட்டை எதிர்மறையாகவோ அல்லது பூஜ்ஜியமாகவோ செய்தால் ஐஜிபிடி “ ஆஃப் ” நிலையில் இருக்கும். இது BJT மற்றும் MOSFET மாறுதல் போன்றது.

IGBT IV வளைவு மற்றும் பரிமாற்ற பண்புகள்

மேலே உள்ள படத்தில், வெவ்வேறு கேட் மின்னழுத்தம் அல்லது Vge ஐப் பொறுத்து IV பண்புகள் காட்டப்படுகின்றன. எக்ஸ் அச்சைக் குறிக்கிறது கலெக்டர் உமிழ்ப்பான் மின்னழுத்தம் அல்லது VCE மற்றும் ஒய் குறிக்கும் காரணியாக கலெக்டர் தற்போதைய அச்சு. இனிய நிலையில் கலெக்டர் மற்றும் கேட் மின்னழுத்தம் வழியாக பாயும் மின்னோட்டம் பூஜ்ஜியமாகும். நாம் Vge அல்லது கேட் மின்னழுத்தத்தை மாற்றும்போது சாதனம் செயலில் உள்ள பகுதிக்கு செல்கிறது. வாயில் முழுவதும் நிலையான மற்றும் தொடர்ச்சியான மின்னழுத்தம் சேகரிப்பான் வழியாக தொடர்ச்சியான மற்றும் நிலையான மின்னோட்ட ஓட்டத்தை வழங்குகிறது. Vge இன் அதிகரிப்பு விகிதத்தில் சேகரிப்பாளரின் மின்னோட்டத்தை அதிகரிக்கிறது, Vge3> Vge2> Vge3. பி.வி என்பது ஐ.ஜி.பி.டி யின் முறிவு மின்னழுத்தமாகும்.

இந்த வளைவு பிஜேடியின் IV பரிமாற்ற வளைவுடன் கிட்டத்தட்ட ஒத்ததாக இருக்கிறது, ஆனால் இங்கே Vge காட்டப்பட்டுள்ளது, ஏனெனில் IGBT ஒரு மின்னழுத்த கட்டுப்பாட்டு சாதனம்.

மேலே உள்ள படத்தில், IGBT இன் பரிமாற்ற பண்பு காட்டப்பட்டுள்ளது. இது PMOSFET உடன் கிட்டத்தட்ட ஒத்ததாக இருக்கிறது. IGBT விவரக்குறிப்பைப் பொறுத்து Vge ஒரு நுழைவு மதிப்பை விட அதிகமாக இருந்தால் IGBT “ ON ” நிலைக்குச் செல்லும்.

POWER BJT மற்றும் Power MOSFET களுடன் IGBT க்கு இடையிலான வித்தியாசத்தைப் பற்றிய நியாயமான படத்தை வழங்கும் ஒப்பீட்டு அட்டவணை இங்கே.

சாதன பண்புகள்	IGBT	சக்தி MOSFET	POWER BJT
மின்னழுத்த மதிப்பீடு
தற்போதைய மதிப்பீடு
உள்ளீட்டு சாதனம்
உள்ளீட்டு மின்மறுப்பு
வெளியீட்டு மின்மறுப்பு
மாறுதல் வேகம்
செலவு

அடுத்த வீடியோவில், ஐஜிபிடி டிரான்சிஸ்டரின் சுவிட்ச் சர்க்யூட்டைப் பார்ப்போம்.