Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT

Proiect
8/10 (1 vot)
Domeniu: Electrotehnică
Conține 1 fișier: doc
Pagini : 69 în total
Cuvinte : 14519
Mărime: 2.85MB (arhivat)
Cost: 10 puncte

Extras din document

1.1.1 Aspecte generale

Tranzistoarele bipolare de putere prezintă avantajul saturaţiei profunde, rezultând pierderile mici în conducţie şi dezavantajele unei dinamici mai lente care determină pierderi mari în comutaţie. Spre deosebire de acestea, tranzistorul MOSFET are o rezistenţă de conducţie relativ mare care provoacă pierderi importante în conducţie, însă este mult mai rapid (pierderi mici în comutaţie) şi necesită o putere de comandă neglijabilă datorită grilei MOS.

Sintetizarea pe o aceeaşi pastilă de siliciu a unui dispozitiv compus care să preia avantajele tranzistoarelor bipolare şi ale tranzistoarelor unipolare de tip MOSFET a condus la apariţia tranzistorului bipolar cu grilă izolată (IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor).

1.1.2 Structura semiconductoare şi schema echivalentă ale tranzistoarelor IGBT

Structura semiconductoare a tranzistoarelor IGBT este aproape identică cu a tranzistoarelor MOSFET. De exemplu, singurul element care diferenţiază un IGBT cu canal de tip n de un MOSFET având acelaşi tip de canal este stratul suplimentar p+ numit de injecţie care se aşează în partea drenei peste stratul de tip n+, ca în Fig.1.1.1.

Rolul stratului suplimentar p+ este de a funiza purtători majoritari (goluri - sarcini pozitive) ce vor fi injectaţi în regiunea de drift (n-) pentru a-i creşte conductivitatea. Pe de altă parte, în regiunea de drift sosesc electroni (sarcini negative) de la emitor (sursă) pe traseul canalului de conducţie indus prin efect de câmp. Astfel, curentul prin tranzistorul IGBT prezintă un caracter bipolar deoarece apare în urma deplasării simultane a sarcinilor pozitive şi negative care se întâlnesc şi se neutralizează parţial în regiunea de drift.

Fig.1.1.1 Structura semiconductoare a unui tranzistor IGBT planar cu canal de tip n.

Modularea conductivităţii regiunii de drift prin care este scăzută substanţial rezistenţa de conducţie şi caracterul bipolar al curentului, diferenţiază tranzistorul IGBT de tranzistorul MOSFET de putere. La un tranzistor MOSFET căderea de tensiune în regiunea de drift domină pierderile în conducţie şi prin micşorarea rezistenţei acesteia la un IGBT va creşte semnificativ capacitatea de încărcare a tranzistorului.

Privită pe direcţie verticală, structura discului semiconductor al unui tranzistor IGBT este formată din 5 straturi succesive (p+-n+-n--p-n+) obţinute prin difuzie.

Schema echivalentă completă a unui tranzistor IGBT cuprinde un tranzistor de tip MOSFET (TMOS) şi două tranzistoare bipolare (T1,T2 ), ca în Fig.1.1.2 a.

Fig.1.1.2 Schema echivalentă a unui tranzistor IGBT: (a) forma completă; (b) forma simplificată.

Schema echivalentă simplificată a tranzistorului IGBT, aşa cum se prezintă în Fig.1.1.2 b, modelează IGBT-ul cu o structură formată dintr-un tranzistor MOSFET având rol de driver şi un tranzistor bipolar de putere.

Tranzistoarele IGBT de putere sunt închise etanş în capsule de diferite forme şi mărimi, alese în funcţie de caracteristicile tranzistorului, de fabricant, etc. O categorie aparte de capsule aparţin modulelor integrate ce conţin mai multe dispozitive conectate în diferite topologii sau aparţin modulelor inteligente ce includ tranzistoare IGBT împreună cu circuitele de comandă şi protecţie aferente.

1.1.3 Caracteristicile statice ale trazistorului IGBT

Caracteristicile statice tensiune-curent pentru un tranzistor IGBT, uCE = f (ic), având ca parametru tensiunea de bază uBE, sunt prezentate în Fig.1.1.3 a. S-a considerat cazul unui tranzistor IGBT simetric care prezintă capacitatea de blocare inversă. Dacă se utilizează un tranzistor IGBT asimetric, se va considera doar cadranul I al sistemului de axe uCE – iC.

În Fig.1.1.3 b. sunt prezentate caracteristicile ideale şi aria de funcţionare sigură doar în cazul unei polarizări directe, iar în Fig.1.1.3 c, caracteristica de comandă a IGBT.

Fig.1.1.3 (a) Caracteristicile u-i reale pentru un tranzistor IGBT; (b) Caracteristicile u-i idealizate şi aria de funcţionare sigură în cazul polarizării directe (FBSOA); (c) Caracteristica de comandă a IGBT.

Dacă tranzistorul este polarizat invers (uCE<0) curentul de colector este zero atât timp cât tensiunea se menţine sub valoarea de străpungere inversă VBR (Reverse Breakdown Voltage). Atunci când este depăşită această valoare apare fenomenul de străpungere inversă a dispozitivului care poate conduce la distrugerea acestuia. Tensiunea inversă aplicată tranzistoarelor IGBT trebuie să nu depăşească valoarea maximă sugerată de catalog - VRRM (Maximum Repetitiv Reverse Voltage).

Preview document

Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 1
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 2
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 3
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 4
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 5
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 6
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 7
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 8
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 9
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 10
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 11
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 12
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 13
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 14
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 15
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 16
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 17
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 18
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 19
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 20
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 21
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 22
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 23
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 24
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 25
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 26
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 27
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 28
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 29
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 30
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 31
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 32
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 33
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 34
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 35
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 36
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 37
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 38
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 39
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 40
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 41
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 42
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 43
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 44
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 45
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 46
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 47
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 48
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 49
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 50
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 51
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 52
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 53
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 54
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 55
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 56
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 57
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 58
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 59
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 60
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 61
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 62
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 63
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 64
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 65
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 66
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 67
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 68
Tranzistorul Bipolar cu Grilă Izolată - IGBT - Pagina 69

Conținut arhivă zip

  • Tranzistorul Bipolar cu Grila Izolata - IGBT.doc

Alții au mai descărcat și

Invertorul Trifazat

1. Notiuni introductive Schema de principiu a unui invertor trifazat de tensiune (Fig.1) este realizata dintr-o punte de elemente bidirectionale...

Utilizarea Procesoarelor de Semnal în Conducerea Proceselor în Timp Real

Memoriu justificativ De ce utilizam DSP-ul? Traim intr-o lume condusa de informatii: stiintifice, financiare, medicale, sportive si de...

Sistem de Acționare Electromecanică cu Motor Asincron și Invertor de Tensiune

Introducerea pe scara larga a automatizarii si robotizarii, realizarea noilor tipuri de masini unelte cu comanda program au condus la necesitatea...

Sisteme de Reglare cu Orientare dupa Camp a Masinii de Curent Alternativ

INTRODUCERE Maşina asincronă are o pondere importantă în acţionările electrice datorită avantajelor pe care le au comparativ cu alte maşini:...

Reglarea Automată a Nivelului

Elemente Arcuitoare Generalitati: Folosirea elementelor arcuitoare în constructia produselor electrotehnice este legata de principiul de...

Proiect SSAE

Date de proiectare Uan Pn n η Ian Mn Ra La m J V kW rpm % A Nm Ω mH kg kgm2 160 7.6 1530 73 29 47.5 0.27 2.6 102 0.041 Se cunosc : Io = 3 %...

Tranzistorul de Putere IRF840N

INTRODUCERE Dezvoltarea ramurii electronicii de putere conduce la proiectarea noilor tipuri de convertoare electronice, bazate pe diferite...

Te-ar putea interesa și

Platformă experimentală pentru studiul tranzistorului IGBT

I. Introducere Această lucrare de licenţa prezintă ,in detaliu, studiul tranzistorului IRG4BC20UD. Ca obiect principal de cercetare am studiat...

Analiza și modelare tranzistoarelor bipolare și circuitelor în baza lor

Tranzistorul KT602 reprezintă un tranzistor din siliciu (Si) de tip n-p-n. Realizarea tranzistorului necesită un proces tehnologic special, numit...

Studiul Masinii Asincrone Trifazate cu Rotor in Scurtcircuit ca Generator Trifazat Conectat La Reteaua Nationala

Capitolul I Introducere Conceput şi construit în 1889 de M. Dolivo-Dobrovolski, motorul asincron trifazat, a cărui funcţionare se bazează pe...

Dispozitive și Circuite Electronice

Cap.1. INTRODUCERE În curs se prezinta dispozitivele si circuitele electronice fundamentale ce intervin în prelucrarea electronica a semnalelor...

Diode Semiconductoare de Putere

sunt dispozitive semiconductoare necomandabile, unidirecţionale în curent şi în tensiune. p nAKa)b)AK+-++++p Jpn Fig. 1.1. Dioda semiconductoare...

Electronica de Putere

Circuitele electronice de putere sunt utilizate în instalaţii care funcţionează la curenţi şi tensiuni mari. În mod obişnuit aceste circuite...

Bazele Sistemelor Flexibile Inteligente

CAPITOLUL I . Schema bloc a unui robot Fig.nr.1.1.Sistemul robot Definiţie : sistemul este un ansamblu de elemente interconectate astfel încât...

Electronica de Putere si Regalre Automata

Capitolul 1. ELECTRONICA DE PUTERE ÎN SISTEMELE DE REGLARE AUTOMATA 1.1. Circuite electronice de putere folosite în sisteme de reglare automata;...

Ai nevoie de altceva?