Quase toda pessoa moderna já ouviu falar que os transistores são amplamente usados em vários dispositivos eletrônicos e elétricos. Os especialistas em eletrônica sabem que os transistores são divididos em bipolares e de campo. A principal diferença entre os dois é que os transistores bipolares são movidos por uma corrente que é alimentado à sua base, enquanto os de campo são alimentados por tensão, cujo potencial é aplicado à porta destes elementos
Há também outro tipo de transistor que foi desenvolvido no final dos anos 70. século passado e é chamado de IGBT. Este dispositivo semicondutor combina as características básicas de um transistor bipolar e de um transistor de efeito de campo: é semelhante em estrutura a um dispositivo bipolar, mas é controlado por voltagem. Esta propriedade interessante é alcançada devido ao fato de a porta, como eletrodo de controle, ser isolada.
Estrutura IGBT
Do ponto de vista de sua estrutura interna, o IGBT é feito como uma estrutura composta e é uma combinação de um transistor de efeito de campo e um transistor bipolar. A parte bipolar da estrutura assume as funções de potência, enquanto o elemento de campo implementa as funções de controle. Os nomes de dois eletrodos são emprestados do elemento bipolar: o coletor e o emissor, e no campo - o eletrodo de controle é chamado de portão.
Ambos os blocos principais da estrutura formam um único todo e estão interligados conforme mostrado na Figura 1. Conclui-se que o transistor IGBT pode ser considerado um desenvolvimento do conhecido circuito de Darlington, implementado a partir de dois transistores bipolares.
Benefícios
O esquema de interação de seus blocos principais utilizados em elementos IGBT permite eliminar um dos as principais desvantagens de um transistor bipolar poderoso: um ganho relativamente pequeno em atual. Assim, ao construir elementos-chave, a potência necessária dos circuitos de controle é significativamente reduzida.
O uso em um transistor IGBT como parte da força da estrutura bipolar elimina o efeito de saturação, que aumenta sensivelmente sua velocidade de resposta. Ao mesmo tempo, a tensão máxima de operação aumenta e a perda de energia no estado ligado diminui. Os elementos mais avançados deste tipo trocam correntes de centenas de amperes, e a tensão operacional atinge vários milhares de volts em frequências operacionais de até várias dezenas de kHz.
Projeto e escopo do transistor IGBT
Em seu projeto, conforme segue da Figura 2, o transistor IGBT possui um projeto tradicional, suporta montagem direta em um radiador, e também não requer mudanças na tecnologia de design e instalação de circuitos de energia eletrônicos.
Nem é preciso dizer que os IGBTs podem ser incorporados aos módulos. Um exemplo de um deles é mostrado na Figura 3.
As áreas de foco dos aplicativos IGBT são:
- fontes de fonte de alimentação tipo pulso com corrente contínua;
- sistemas de controle de acionamento elétrico;
- fontes de corrente de soldagem.
Junto com fontes de alimentação convencionais e ininterruptas de vários equipamentos, os transistores IGBT são atrativos para o transporte elétrico, porque permitem o controle de alta precisão do esforço de tração e elimina os solavancos típicos de sistemas controlados mecanicamente quando movimento.