Понятие о IGBT. При больших токах и высоких напряжениях ис­пользуют специальные комбинированные транзисторы с изолированным затвором, опытные образцы которых появились за

При больших токах и высоких напряжениях ис­пользуют специальные комбинированные транзисторы с изолированным затвором, опытные образцы которых появились за рубежом в 80-х г. прошлого века. В таких приборах совмещены сразу два основных элемента - мощный биполярный p-n-p транзистор и управляющий им маломощный полевой транзистор.

Рис. 8.13. Биполярный p-n-p транзистор и n - канальный МДП-транзистор в структуре IGBT

Эти два транзистора соединяют внутри корпуса IGBT так, что сток полевого транзистора соединяют с базой биполярного транзистора, а исток полевого транзистора - с коллектором биполярно­го. Эмиттер встроенного биполярного транзистора играет роль коллектора IGBT, коллектор является эмиттером IGBT, а затвор IGBT соответствует затвору встроенного полевого транзистора. При этом прямое напряжение на открытом ключе складывается из двух компонентов: напряжения на прямосмещенном эмиттерном перехо­де p-n-p транзистора (так называемая диодная составляющая) и паде­ния на сопротивлении проводящего канала и модулируемой n - области (так называемая омическая составляющая). Таким образом, в отличие от МДП-ключа прямое падение напряжения в рассматриваемой структуре, с одной стороны, не может быть меньше, чем пороговое значение диод­ной составляющей, а с другой стороны, оно пропорционально выходному току, умноженному на значительно меньшее промодулированное омиче­ское сопротивление. Поскольку омическая составляющая расположена в базовой цепи p-n-p транзистора, величину модуляции можно рассмат­ривать как уменьшенное в β раз сопротивление эпитаксиального слоя, где β - коэффициент передачи базового тока биполярного тран­зистора.

Разрабатывали IGBT как высо­ковольтные компоненты с большим током коллектора и низким напряжением коллектор-эмиттер в режиме насыщения, так как мощные полевые транзисторы в таких режимах работы обладают большим падением напряжения, а следовательно, выделяют много тепла.

Дата добавления: 2014-01-05