IGBT అంటే ఏమిటి: పని చేయడం, మారే లక్షణాలు, SOA, గేట్ రెసిస్టర్, సూత్రాలు

IGBT అంటే ఇన్సులేటెడ్-గేట్-బైపోలార్-ట్రాన్సిస్టర్ , ఒక శక్తి సెమీకండక్టర్ ఇందులో ఉంటుంది MOSFET యొక్క లక్షణాలు అధిక వేగం, వోల్టేజ్ డిపెండెంట్ గేట్ స్విచింగ్ మరియు కనిష్ట ON నిరోధకత (తక్కువ సంతృప్త వోల్టేజ్) లక్షణాలు a బిజెటి .

మూర్తి 1 IGBT సమానమైన సర్క్యూట్‌ను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇక్కడ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ MOS గేట్ ఆర్కిటెక్ట్‌తో పనిచేస్తుంది, అదే విధమైన IGBT సర్క్యూట్ వాస్తవానికి MOS ట్రాన్సిస్టర్ మరియు బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ మిశ్రమం.

సౌర శక్తిని వినియోగించే యూనిట్లు మరియు నిరంతరాయ విద్యుత్ సరఫరా (యుపిఎస్) వంటి వాణిజ్య అనువర్తనాల నుండి, వినియోగదారుల ఎలక్ట్రానిక్ క్షేత్రాల వరకు, ఉష్ణోగ్రత నియంత్రణ వంటి వేగవంతమైన స్విచ్చింగ్ వోల్టేజ్ లక్షణాలతో కూడిన IGBT లు విస్తృతమైన పరిధిలో ఉపయోగించబడుతున్నాయి. ఇండక్షన్ హీటర్ కుక్‌టాప్‌లు , ఎయిర్ కండిషనింగ్ పరికరాలు పిఎఫ్‌సి, ఇన్వర్టర్లు మరియు డిజిటల్ కెమెరా స్ట్రోబోస్కోప్‌లు.

క్రింద ఉన్న మూర్తి 2 IGBT, బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ మరియు MOSFET అంతర్గత లేఅవుట్లు మరియు లక్షణాల మధ్య మూల్యాంకనాన్ని వెల్లడిస్తుంది. IGBT యొక్క ప్రాథమిక ఫ్రేమ్‌వర్క్ ఒక MOSFET యొక్క కాలువ (కలెక్టర్) విభాగంలో p + పొరను కలిగి ఉంటుంది మరియు అదనపు pn జంక్షన్ కూడా ఉంటుంది.

ఈ కారణంగా, మైనారిటీ క్యారియర్లు (రంధ్రాలు) కండక్టివిటీ మాడ్యులేషన్‌తో n- పొరపై p + పొర ద్వారా చొప్పించబడినప్పుడు, n- పొర నిరోధకత ఒక్కసారిగా తగ్గుతుంది.

పర్యవసానంగా, IGBT తగ్గినదాన్ని అందిస్తుంది సంతృప్త వోల్టేజ్ (చిన్న ON నిరోధకత) భారీ కరెంటును ఎదుర్కునేటప్పుడు MOSFET తో పోలిస్తే, తద్వారా తక్కువ ప్రసరణ నష్టాలను అనుమతిస్తుంది.

రంధ్రాల అవుట్పుట్ ప్రవాహ మార్గం కోసం, టర్న్-ఆఫ్ వ్యవధిలో మైనారిటీ క్యారియర్లు చేరడం నిషేధించబడిందని, ప్రత్యేకమైన ఐజిబిటి డిజైన్ కారణంగా నిషేధించబడిందని చెప్పారు.

ఈ పరిస్థితి ఒక దృగ్విషయానికి దారితీస్తుంది తోక కరెంట్ , దీనిలో టర్న్-ఆఫ్ మందగించబడుతుంది. తోక కరెంట్ అభివృద్ధి చెందినప్పుడు, మారే కాలం ఆలస్యం మరియు ఆలస్యం అవుతుంది, ఇది MOSFET కన్నా ఎక్కువ, ఫలితంగా IGBT టర్న్-ఆఫ్ వ్యవధిలో, మారే సమయ నష్టాలు పెరుగుతాయి.

నిరపేక్ష గరిష్ట రేటింగులు

సంపూర్ణ గరిష్ట లక్షణాలు IGBT యొక్క సురక్షితమైన మరియు ధ్వని అనువర్తనానికి హామీ ఇవ్వడానికి నియమించబడిన విలువలు.

ఈ పేర్కొన్న సంపూర్ణ గరిష్ట విలువలను క్షణికావేశంలో దాటడం వల్ల పరికరం నాశనమవుతుంది లేదా విచ్ఛిన్నమవుతుంది, కాబట్టి దయచేసి దిగువ సూచించిన విధంగా గరిష్ట సహించదగిన రేటింగ్స్ లోపల IGBT లతో పనిచేయాలని నిర్ధారించుకోండి.

అప్లికేషన్ అంతర్దృష్టులు

పని ఉష్ణోగ్రత / కరెంట్ / వోల్టేజ్ మొదలైన సిఫారసు చేయబడిన అనువర్తన పారామితులు సంపూర్ణ గరిష్ట రేటింగ్‌లలో నిర్వహించబడుతున్నప్పటికీ, ఒకవేళ IGBT తరచుగా అధిక భారానికి లోనవుతుంది (విపరీతమైన ఉష్ణోగ్రత, పెద్ద కరెంట్ / వోల్టేజ్ సరఫరా, విపరీతమైన ఉష్ణోగ్రత స్వింగ్‌లు మొదలైనవి), పరికరం యొక్క మన్నిక తీవ్రంగా ప్రభావితమవుతుంది.

ఎలక్ట్రికల్ లక్షణాలు

కింది డేటా IGBT తో సంబంధం ఉన్న వివిధ పరిభాషలు మరియు పారామితుల గురించి మాకు తెలియజేస్తుంది, ఇవి సాధారణంగా IGBT యొక్క పనిని వివరంగా మరియు అర్థం చేసుకోవడానికి ఉపయోగిస్తారు.

కలెక్టర్ కరెంట్, కలెక్టర్ డిసిపేషన్ : మూర్తి 3 IGBT RBN40H125S1FPQ యొక్క కలెక్టర్ వెదజల్లే ఉష్ణోగ్రత తరంగ రూపాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది. వివిధ వేర్వేరు కేసుల ఉష్ణోగ్రతల కోసం గరిష్టంగా తట్టుకోగల కలెక్టర్ వెదజల్లడం ప్రదర్శించబడుతుంది.

పరిసర ఉష్ణోగ్రత TC = 25 డిగ్రీల సెల్సియస్ లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉన్నప్పుడు పరిస్థితులలో క్రింద చూపిన సూత్రం వర్తిస్తుంది.

Pc = (Tjmax - Tc) / Rth (j - c)

పరిసర ఉష్ణోగ్రత TC = 25 ℃ లేదా అంతకంటే తక్కువ ఉన్న పరిస్థితుల కోసం, IGBT కలెక్టర్ వెదజల్లడం వారి సంపూర్ణ గరిష్ట రేటింగ్‌కు అనుగుణంగా వర్తించబడుతుంది.

IGBT యొక్క కలెక్టర్ కరెంట్‌ను లెక్కించడానికి సూత్రం:

Ic = (Tjmax - Tc) / Rth (j - c) × VCE (sat)

అయితే పైన పేర్కొన్నది సాధారణ సూత్రం, ఇది పరికరం యొక్క ఉష్ణోగ్రత ఆధారిత గణన.

IGBT ల యొక్క కలెక్టర్ కరెంట్ వారి కలెక్టర్ / ఉద్గారిణి సంతృప్త వోల్టేజ్ VCE (sat) చేత నిర్ణయించబడుతుంది మరియు వాటి ప్రస్తుత మరియు ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులను బట్టి కూడా నిర్ణయించబడుతుంది.

అదనంగా, ఒక IGBT యొక్క కలెక్టర్ కరెంట్ (పీక్) అది నిర్వహించగలిగే కరెంట్ మొత్తం ద్వారా నిర్వచించబడుతుంది, ఇది వ్యవస్థాపించిన విధానం మరియు దాని విశ్వసనీయతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

అందువల్ల, ఇచ్చిన సర్క్యూట్ అప్లికేషన్‌లో ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు వినియోగదారులు IGBT ల యొక్క గరిష్ట సహించదగిన పరిమితిని ఎప్పటికీ మించవద్దని సలహా ఇస్తారు.

మరోవైపు, కలెక్టర్ కరెంట్ పరికరం యొక్క గరిష్ట రేటింగ్ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, ఇది యూనిట్ యొక్క జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత లేదా సురక్షిత ఆపరేషన్ ప్రాంతం ద్వారా పరిమితం కావచ్చు.

అందువల్ల IGBT ను అమలు చేసేటప్పుడు మీరు ఈ దృశ్యాలను పరిగణనలోకి తీసుకున్నారని నిర్ధారించుకోండి. పారామితులు, కలెక్టర్ కరెంట్ మరియు కలెక్టర్ వెదజల్లడం రెండూ సాధారణంగా పరికరం యొక్క గరిష్ట రేటింగ్లుగా పేర్కొనబడతాయి.

సురక్షిత ఆపరేటింగ్ ప్రాంతం

ది

IGBT యొక్క SOA లో ఫార్వర్డ్ బయాస్ SOA మరియు రివర్స్ బయాస్ SOA ఉంటాయి, అయితే పరికర విలువలకు అనుగుణంగా నిర్దిష్ట విలువలు భిన్నంగా ఉండవచ్చు కాబట్టి, డేటా షీట్‌లో సమానమైన వాస్తవాలను ధృవీకరించమని వినియోగదారులకు సూచించారు.

ఫార్వర్డ్ బయాస్ సేఫ్ ఆపరేటింగ్ ఏరియా

మూర్తి 5 IGBT RBN50H65T1FPQ యొక్క ఫార్వర్డ్ బయాస్ సేఫ్ ఆపరేషన్ ఏరియా (FBSOA) ను వివరిస్తుంది.

క్రింద పేర్కొన్న విధంగా, నిర్దిష్ట పరిమితులను బట్టి SOA 4 ప్రాంతాలుగా విభజించబడింది:

• అత్యధిక రేటింగ్ పొందిన కలెక్టర్ పల్స్ ప్రస్తుత IC (శిఖరం) ద్వారా పరిమితం చేయబడిన ప్రాంతం.
• కలెక్టర్ వెదజల్లే ప్రాంతం ద్వారా పరిమితం చేయబడిన ప్రాంతం
• ద్వితీయ విచ్ఛిన్నం ద్వారా పరిమితం చేయబడిన ప్రాంతం. ఈ రకమైన పనిచేయకపోవడం IGBT యొక్క సురక్షిత ఆపరేటింగ్ ప్రాంతం ఇరుకైనదిగా మారుతుందని గుర్తుంచుకోండి, పరికరం ద్వితీయ విచ్ఛిన్న మార్జిన్‌ను కలిగి ఉన్నప్పుడు తప్ప.
• ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ VCES రేటింగ్‌కు గరిష్ట కలెక్టర్ ద్వారా పరిమితం చేయబడిన ప్రాంతం.

రివర్స్ బయాస్ సేఫ్ ఆపరేటింగ్ ఏరియా

మూర్తి 6 IGBT RBN50H65T1FPQ యొక్క రివర్స్ బయాస్ సేఫ్ ఆపరేషన్ ఏరియా (RBSOA) ను ప్రదర్శిస్తుంది.

ఈ ప్రత్యేక లక్షణం బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క రివర్స్ బయాస్ SOA కి అనుగుణంగా పనిచేస్తుంది.

ప్రేరేపిత లోడ్ కోసం టర్న్-ఆఫ్ వ్యవధిలో గేట్ మరియు IGBT యొక్క ఉద్గారిణి అంతటా రివర్స్ బయాస్ సరఫరా చేయబడినప్పుడు, అధిక వోల్టేజ్ IGBT యొక్క కలెక్టర్-ఉద్గారిణికి పంపిణీ చేయబడుతుందని మేము కనుగొన్నాము.

అదే సమయంలో, అవశేష రంధ్రం ఫలితంగా పెద్ద ప్రవాహం నిరంతరం కదులుతుంది.

ఈ పనితీరులో ఫార్వర్డ్ బయాస్ SOA ను ఉపయోగించలేము, రివర్స్ బయాస్ SOA ను ఉపయోగించుకోవచ్చు.

రివర్స్ బయాస్ SOA 2 నిరోధిత ప్రాంతాలుగా విభజించబడింది, ఈ క్రింది అంశాలలో వివరించిన విధంగా చివరికి IGBT యొక్క నిజమైన పనితీరు విధానాలను ధృవీకరించడం ద్వారా ఈ ప్రాంతం స్థాపించబడింది.

1. గరిష్ట పీక్ కలెక్టర్ ప్రస్తుత ఐసి (శిఖరం) ద్వారా పరిమితం చేయబడిన ప్రాంతం.
2. గరిష్ట కలెక్టర్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ బ్రేక్‌డౌన్ రేటింగ్ VCES ద్వారా పరిమితం చేయబడిన ప్రాంతం. పరికరం యొక్క SOA స్పెసిఫికేషన్ల నుండి పేర్కొన్న VCEIC ఆపరేషన్ పథం దూరంగా ఉంటే IGBT దెబ్బతింటుందని గమనించండి.

అందువల్ల, IGBT ఆధారిత సర్క్యూట్ రూపకల్పన చేస్తున్నప్పుడు , చెదరగొట్టడం మరియు ఇతర పనితీరు సమస్యలు సిఫారసు చేయబడిన సరిహద్దుల ప్రకారం ఉన్నాయని నిర్ధారించుకోవాలి మరియు విచ్ఛిన్న సహనానికి సంబంధించిన నిర్దిష్ట లక్షణాలు మరియు సర్క్యూట్ విచ్ఛిన్న స్థిరాంకాలు కూడా జాగ్రత్త వహించాలి.

ఉదాహరణకు, రివర్స్ బయాస్ SOA ఒక ఉష్ణోగ్రత లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది విపరీతమైన ఉష్ణోగ్రత వద్ద ముంచుతుంది మరియు VCE / IC ఆపరేటింగ్ లోకస్ IGBT యొక్క గేట్ రెసిస్టెన్స్ Rg మరియు గేట్ వోల్టేజ్ VGE కి అనుగుణంగా మారుతుంది.

అందువల్ల, పని చేసే పర్యావరణ వ్యవస్థకు సంబంధించి Rg మరియు VGE పారామితులను నిర్ణయించడం చాలా అవసరం మరియు స్విచ్ ఆఫ్ వ్యవధిలో అతి తక్కువ గేట్ నిరోధక విలువ.

అదనంగా, dv / dt VCE ని నియంత్రించడానికి స్నబ్బర్ సర్క్యూట్ సహాయపడుతుంది.

స్టాటిక్ లక్షణాలు

మూర్తి 7 IGBT RBN40H125S1FPQ యొక్క అవుట్పుట్ లక్షణాలను సూచిస్తుంది. చిత్రం కలెక్టర్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్‌ను సూచిస్తుంది, అయితే కలెక్టర్ కరెంట్ యాదృచ్ఛిక గేట్ వోల్టేజ్ పరిస్థితిలో వెళుతుంది.

కలెక్టర్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్, ఇది స్విచ్ ఆన్ స్థితిలో ప్రస్తుత నిర్వహణ సామర్థ్యాన్ని మరియు నష్టాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది, గేట్ వోల్టేజ్ మరియు శరీర ఉష్ణోగ్రత ప్రకారం మారుతుంది.

IGBT డ్రైవర్ సర్క్యూట్ రూపకల్పన చేసేటప్పుడు ఈ పారామితులన్నీ పరిగణనలోకి తీసుకోవాలి.

VCE 0.7 నుండి 0.8 V విలువలకు చేరుకున్నప్పుడల్లా ప్రస్తుత పెరుగుతుంది, అయినప్పటికీ ఇది PN కలెక్టర్-ఉద్గారిణి PN జంక్షన్ యొక్క ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ కారణంగా ఉంటుంది.

IGBt RBN40H125S1FPQ యొక్క కలెక్టర్-ఉద్గారిణి సంతృప్త వోల్టేజ్ వర్సెస్ గేట్ వోల్టేజ్ లక్షణాలను మూర్తి 8 ప్రదర్శిస్తుంది.

ముఖ్యంగా, గేట్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ VGE పెరిగేకొద్దీ VCE (sat) పడిపోవటం ప్రారంభమవుతుంది, అయితే మార్పు నామమాత్రంగా ఉన్నప్పటికీ VGE = 15 V లేదా అంతకంటే ఎక్కువ. అందువల్ల, సాధ్యమైనప్పుడల్లా 15 V చుట్టూ ఉండే గేట్ / ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ VGE తో పనిచేయమని సలహా ఇస్తారు.

మూర్తి 9 IGBT RBN40H125S1FPQ యొక్క కలెక్టర్ కరెంట్ వర్సెస్ గేట్ వోల్టేజ్ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది.

IC / VGE లక్షణాలు ఉష్ణోగ్రత మార్పులపై ఆధారపడి ఉంటాయి, అయితే ఖండన బిందువు వైపు తక్కువ గేట్ వోల్టేజ్ యొక్క ప్రాంతం ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం, అయితే అధిక గేట్ వోల్టేజ్ ప్రాంతం సానుకూల ఉష్ణోగ్రత గుణకాలను సూచిస్తుంది.

ఆపరేషన్లో ఉన్నప్పుడు శక్తి IGBT లు వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తాయని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ముఖ్యంగా సానుకూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం ప్రాంతానికి శ్రద్ధ చూపడం మరింత ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది పరికరాలు సమాంతరంగా పనిచేసేటప్పుడు .

ది VGE = 15V ఉపయోగించి సిఫార్సు చేసిన గేట్ వోల్టేజ్ పరిస్థితి సానుకూల ఉష్ణోగ్రత లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది.

గేట్ థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్‌తో పాటు కలెక్టర్-ఉద్గారిణి సంతృప్త వోల్టేజ్ యొక్క పనితీరు ఎలా ఉంటుందో గణాంకాలు 10 మరియు 11 ప్రదర్శిస్తాయి
IGBT యొక్క ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

కలెక్టర్-ఉద్గారిణి సంతృప్త వోల్టేజ్ సానుకూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం లక్షణాలను కలిగి ఉన్నందున, IGBT ఆపరేషన్ అధిక మొత్తంలో ఉష్ణోగ్రతను వెదజల్లుతున్నప్పుడు కరెంట్ దాటడం అంత సులభం కాదు, ఇది సమాంతర IGBT ఆపరేషన్ సమయంలో ప్రభావవంతమైన ప్రవాహాన్ని నిరోధించడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.

దీనికి విరుద్ధంగా, గేట్-ఉద్గారిణి ప్రవేశ వోల్టేజ్ యొక్క ఆపరేషన్ ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రత లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

అధిక వేడి వెదజల్లే సమయంలో, ప్రవేశ వోల్టేజ్ క్రిందికి వస్తుంది, పరికరం పనిచేయకపోవటానికి ఎక్కువ అవకాశం ఉంది శబ్దం ఉత్పత్తి ఫలితంగా.

అందువల్ల, పైన పేర్కొన్న లక్షణాల చుట్టూ కేంద్రీకృతమై ఉన్న బుద్ధిపూర్వక పరీక్ష చాలా ముఖ్యమైనది.

గేట్ కెపాసిటెన్స్ లక్షణాలు

ఛార్జ్ లక్షణాలు: మూర్తి 12 ఒక కత్తిరింపు IGBT పరికరం యొక్క గేట్ ఛార్జ్ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది.

IGBT గేట్ లక్షణాలు తప్పనిసరిగా శక్తి MOSFET లకు వర్తించే అదే సూత్రాలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి మరియు పరికరం యొక్క డ్రైవ్ కరెంట్ మరియు డ్రైవ్ వెదజల్లడాన్ని నిర్ణయించే వేరియబుల్స్‌గా అందిస్తాయి.

మూర్తి 13 లక్షణ వక్రతను వెల్లడిస్తుంది, దీనిని 1 నుండి 3 కాలాలుగా విభజించారు.
ప్రతి కాలానికి సంబంధించిన పని విధానాలు క్రింద వివరించబడ్డాయి.

కాలం 1: గేట్ వోల్టేజ్ థ్రెషోల్డ్ వోల్టేజ్ వరకు పెంచబడుతుంది, ఇక్కడ కరెంట్ స్ట్రీమ్ ప్రారంభమవుతుంది.

VGE = 0V నుండి ఆరోహణ విభాగం గేట్-ఉద్గారిణి కెపాసిటెన్స్ Cge ను ఛార్జ్ చేయడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది.

కాలం 2: క్రియాశీల ప్రాంతం నుండి సంతృప్త ప్రాంతానికి పరివర్తనం చెందుతున్నప్పుడు, కలెక్టర్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ మార్చడం ప్రారంభిస్తుంది మరియు గేట్-కలెక్టర్ కెపాసిటెన్స్ Cgc ఛార్జ్ అవుతుంది.

ఈ నిర్దిష్ట కాలం అద్దం ప్రభావం కారణంగా కెపాసిటెన్స్‌లో గణనీయమైన పెరుగుదలతో వస్తుంది, ఇది VGE స్థిరంగా మారుతుంది.

మరోవైపు, ఒక ఐజిబిటి పూర్తిగా ఆన్ స్థితిలో ఉన్నప్పుడు, కలెక్టర్-ఉద్గారిణి (విసిఇ) మరియు మిర్రర్ ఎఫెక్ట్ అంతటా వోల్టేజ్‌లో మార్పు అదృశ్యమవుతుంది.

కాలం 3: ఈ ప్రత్యేక కాలంలో IGBT పూర్తిగా సంతృప్త స్థితిలోకి వస్తుంది మరియు VCE ఎటువంటి మార్పులను చూపదు. ఇప్పుడు, గేట్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ VGE సమయం పెరుగుతుంది.

గేట్ డ్రైవ్ కరెంట్‌ను ఎలా నిర్ణయించాలి

IGBT గేట్ డ్రైవ్ కరెంట్ అంతర్గత గేట్ సిరీస్ రెసిస్టెన్స్ Rg, డ్రైవర్ సర్క్యూట్ యొక్క సిగ్నల్ సోర్స్ రెసిస్టెన్స్ రూ., పరికరం యొక్క అంతర్గత నిరోధకత అయిన rg మూలకం మరియు డ్రైవ్ వోల్టేజ్ VGE (ON) పై ఆధారపడి ఉంటుంది.

గేట్ డ్రైవ్ కరెంట్ కింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి లెక్కించబడుతుంది.

IG (శిఖరం) = VGE (ఆన్) / Rg + Rs + rg

పైన పేర్కొన్న వాటిని దృష్టిలో ఉంచుకుని, ప్రస్తుత డ్రైవ్ సంభావ్యతను IG (పీక్) కంటే సమానమైన లేదా పెద్దదిగా ఉండేలా IGBT డ్రైవర్ అవుట్పుట్ సర్క్యూట్ సృష్టించాలి.

సాధారణంగా, పీక్ కరెంట్ ఫార్ములా ఉపయోగించి నిర్ణయించిన విలువ కంటే చిన్నదిగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే డ్రైవర్ సర్క్యూట్లో ఆలస్యం మరియు గేట్ కరెంట్ యొక్క dIG / dt పెరుగుదల ఆలస్యం.

డ్రైవ్ సర్క్యూట్ నుండి IGBT పరికరం యొక్క గేట్ కనెక్షన్ పాయింట్ వరకు వైరింగ్ ఇండక్టెన్స్ వంటి అంశాల కారణంగా ఇవి సంభవించవచ్చు.

అదనంగా, ప్రతి టర్న్-ఆన్ మరియు టర్న్-ఆఫ్ యొక్క స్విచ్చింగ్ లక్షణాలు Rg పై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉండవచ్చు.

ఇది చివరికి మారే సమయాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది మరియు లోటులను మారుస్తుంది. తగిన Rg ని ఎంచుకోవడం చాలా ముఖ్యం ఉపయోగంలో ఉన్న పరికర లక్షణాలకు సంబంధించి.

డ్రైవ్ నష్టం లెక్కింపు

డ్రైవర్ సర్క్యూట్ నుండి అభివృద్ధి చేయబడిన నష్టాలన్నీ పైన చర్చించిన ప్రతిఘటన కారకాల ద్వారా గ్రహించబడితే, IGBT డ్రైవర్ సర్క్యూట్లో సంభవించే నష్టాలను క్రింద ఇచ్చిన ఫార్ములా ద్వారా వర్ణించవచ్చు. ( f మారే ఫ్రీక్వెన్సీని సూచిస్తుంది).

పి (డ్రైవ్ నష్టం) = VGE (ఆన్) × Qg × f

మారే లక్షణాలు

IGBT ఒక స్విచ్చింగ్ భాగం, దాని స్విచ్ ఆన్, స్విచ్ ఆఫ్ వేగం దాని ఆపరేటింగ్ సామర్థ్యాన్ని (నష్టం) ప్రభావితం చేసే ప్రధాన కారకాలలో ఒకటి.

మూర్తి 16 ఒక IGBT యొక్క ఇండక్టెన్స్ లోడ్ స్విచ్చింగ్‌ను కొలవడానికి ఉపయోగించే సర్క్యూట్‌ను ప్రదర్శిస్తుంది.

ప్రేరక లోడ్ L కి సమాంతరంగా డయోడ్ బిగింపు కట్టిపడేశాయి కాబట్టి, IGBT టర్న్-ఆన్ యొక్క ఆలస్యం (లేదా టర్న్-ఆన్ నష్టం) సాధారణంగా డయోడ్ యొక్క రికవరీ సమయ లక్షణాల ద్వారా బాధపడుతుంది.

మారే సమయం

మూర్తి 17 లో చూపిన విధంగా IGBT యొక్క మారే సమయాన్ని 4 కొలత కాలాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.

Tj, IC, VCE, VGE, మరియు Rg పరిస్థితులకు సంబంధించి ప్రతి కాలానికి సమయం తీవ్రంగా మారుతుందనే వాస్తవం కారణంగా, ఈ కింది కింది వివరించిన పరిస్థితులతో అంచనా వేయబడుతుంది.

• td (ఆన్) (ఆన్-ఆలస్యం సమయం) : గేట్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ 10% ఫార్వర్డ్ బయాస్ వోల్టేజ్ వరకు ఒక స్థాయికి విస్తరించి, కలెక్టర్ కరెంట్ 10% వరకు పెరుగుతుంది.
• tr (పెరుగుదల సమయం) : కలెక్టర్ కరెంట్ 10% నుండి 90% వరకు పెరిగే సమయం.
• td (ఆఫ్) (టర్న్-ఆఫ్ ఆలస్యం సమయం) : కలెక్టర్ కరెంట్ 90% కి పడిపోయే వరకు గేట్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ 90% ఫార్వర్డ్ బయాస్ వోల్టేజ్‌ను ఒక స్థాయికి చేరుకుంటుంది.
• tf (పతనం సమయం) : కలెక్టర్ కరెంట్ 90% నుండి 10% వరకు తగ్గే సమయం.
• ttail (తోక సమయం) : IGBT టర్న్-ఆఫ్ వ్యవధిలో తోక సమయం (ttail) ఉంటుంది. ఐజిబిటి ఆపివేయబడి, కలెక్టర్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ పెరగడానికి కారణమైనప్పటికీ, ఐజిబిటి యొక్క కలెక్టర్ వైపు మిగిలి ఉన్న అదనపు క్యారియర్లు పున omb సంయోగం ద్వారా వెనక్కి తగ్గే సమయాన్ని ఇది నిర్వచించవచ్చు.

అంతర్నిర్మిత డయోడ్ లక్షణాలు

శక్తి MOSFET లకు విరుద్ధంగా, ది IGBT పరాన్నజీవి డయోడ్‌ను కలిగి ఉండదు .

తత్ఫలితంగా, మోటార్లు మరియు ఒకేలాంటి అనువర్తనాలలో ఇండక్టెన్స్ ఛార్జ్ నియంత్రణ కోసం ముందే ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిన ఫాస్ట్ రికవరీ డయోడ్ (ఎఫ్‌ఆర్‌డి) చిప్‌తో కూడిన ఇంటిగ్రేటెడ్ ఐజిబిటి ఉపయోగించబడుతుంది.

ఈ రకమైన పరికరాలలో, IGBT మరియు ముందే వ్యవస్థాపించిన డయోడ్ రెండింటి పని సామర్థ్యం పరికరాల పని సామర్థ్యం మరియు శబ్దం జోక్యం ఉత్పత్తిని గణనీయంగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

అదనంగా, రివర్స్ రికవరీ మరియు ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ లక్షణాలు అంతర్నిర్మిత డయోడ్‌కు సంబంధించిన కీలకమైన పారామితులు.

అంతర్నిర్మిత డయోడ్ రివర్స్ రికవరీ లక్షణాలు

రివర్స్ ఎలిమెంట్ స్టేట్ సాధించే వరకు డయోడ్ ద్వారా ఫార్వర్డ్ కరెంట్ వెళుతున్నప్పుడు సాంద్రీకృత మైనారిటీ క్యారియర్లు స్విచ్చింగ్ స్థితిలో విడుదలవుతాయి.

ఈ మైనారిటీ క్యారియర్‌లను పూర్తిగా విడుదల చేయడానికి అవసరమైన సమయాన్ని రివర్స్ రికవరీ సమయం (trr) అంటారు.

ఈ సమయమంతా పాల్గొన్న కార్యాచరణ ప్రవాహాన్ని రివర్స్ రికవరీ కరెంట్ (ఇర్ర్) అని పిలుస్తారు మరియు ఈ రెండు విరామాల యొక్క సమగ్ర విలువను రివర్స్ రికవరీ ఛార్జ్ (Qrr) అంటారు.

Qrr = 1/2 (Irr x trr)

Trr కాల వ్యవధి సమానంగా షార్ట్ సర్క్యూట్ చేయబడిందని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ఇది భారీ నష్టాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

అదనంగా, ఇది మారే ప్రక్రియ అంతటా ఫ్రీక్వెన్సీని పరిమితం చేస్తుంది. మొత్తం మీద, ఫాస్ట్ trr మరియు తగ్గిన ఇర్ర్ (Qrris small) సరైనదిగా పరిగణించబడుతుంది.

ఈ లక్షణాలు IGBT యొక్క ఫార్వర్డ్ బయాస్ కరెంట్ IF, diF / dt మరియు జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత Tj పై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటాయి.

మరోవైపు, trr వేగంగా వస్తే, di / dt రికవరీ వ్యవధిలో కోణీయంగా ఉంటుంది, సంబంధిత కలెక్టర్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ dv / dt తో జరుగుతుంది, ఇది శబ్దం ఉత్పత్తికి ప్రవృత్తి పెరుగుదలకు కారణమవుతుంది.

శబ్దం ఉత్పత్తిని ఎదుర్కోవటానికి మార్గాలను అందించే ఉదాహరణలు క్రిందివి.

1. డిఎఫ్ / డిటిని తగ్గించండి (ఐజిబిటి స్విచ్-ఆన్ సమయాన్ని తగ్గించండి).
2. కలెక్టర్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ dv / dt ని తగ్గించడానికి పరికరం యొక్క కలెక్టర్ మరియు ఉద్గారిణి అంతటా స్నబ్బర్ కెపాసిటర్‌ను చేర్చండి.
3. అంతర్నిర్మిత డయోడ్‌ను కొన్ని మృదువైన రికవరీ డయోడ్‌తో భర్తీ చేయండి.

రివర్స్ రికవరీ ఆస్తి పరికరం యొక్క వోల్టేజ్ / ప్రస్తుత సహనం సామర్థ్యంపై గణనీయంగా ఆధారపడుతుంది.

జీవితకాల నిర్వహణ, అధిక లోహ వ్యాప్తి మరియు అనేక ఇతర పద్ధతులను ఉపయోగించి ఈ లక్షణాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు.

అంతర్నిర్మిత డయోడ్ ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ లక్షణాలు

మూర్తి 19 ఒక ప్రామాణిక IGBT యొక్క అంతర్నిర్మిత డయోడ్ యొక్క అవుట్పుట్ లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది.

డయోడ్ ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ VF డయోడ్ ద్వారా ప్రస్తుత IF డయోడ్ యొక్క ఫార్వర్డ్ వోల్టేజ్ డ్రాప్ దిశలో నడుస్తున్నప్పుడు ఉత్పత్తి అవుతున్న క్షీణతను సూచిస్తుంది.

ఈ లక్షణం మోటారు లేదా ప్రేరక అనువర్తనాలలో బ్యాక్ EMF ఉత్పత్తి (ఫ్రీ-వీలింగ్ డయోడ్) సమయంలో విద్యుత్ నష్టానికి దారితీయవచ్చు కాబట్టి, చిన్న VF ని ఎంచుకోవడం మంచిది.

అదనంగా, మూర్తి 19 లో చిత్రీకరించినట్లుగా, సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఉష్ణోగ్రత గుణకం లక్షణాలు డయోడ్ యొక్క ఫార్వర్డ్ కరెంట్ మాగ్నిట్యూడ్ IF ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి.

థర్మల్ రెసిస్టెన్స్ లక్షణాలు

మూర్తి 20 థర్మల్ ట్రాన్సియెంట్స్ మరియు ఇంటిగ్రేటెడ్ డయోడ్‌కు వ్యతిరేకంగా IGBT యొక్క నిరోధక లక్షణాలను వర్ణిస్తుంది.

ఈ లక్షణం IGBT యొక్క జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత Tj ని నిర్ణయించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. క్షితిజ సమాంతర అక్షం మీద చూపిన పల్స్ వెడల్పు (పిడబ్ల్యు) మారే సమయాన్ని సూచిస్తుంది, ఇది సింగిల్ వన్ షాట్ పల్స్ మరియు పునరావృత కార్యకలాపాల ఫలితాలను నిర్వచిస్తుంది.

ఉదాహరణకు, PW = 1ms మరియు D = 0.2 (విధి చక్రం = 20%) పునరావృత కాలం T = 5ms కనుక పునరావృత పౌన frequency పున్యం 200Hz అని సూచిస్తుంది.

మేము PW = 1ms మరియు D = 0.2, మరియు వెదజల్లే శక్తి Pd = 60W అని If హించినట్లయితే, IGBT జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత ΔTj యొక్క పెరుగుదలను ఈ క్రింది పద్ధతిలో నిర్ణయించడం సాధ్యపడుతుంది:
ΔTj = Pd θ --j - c (t) = 60 × 0.17 = 10.2

షార్ట్ సర్క్యూట్ లక్షణాలను లోడ్ చేయండి

ఇన్వర్టర్లు వంటి వంతెన IGBT స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్లు అవసరమయ్యే అనువర్తనాలు, IGBT గేట్ వోల్టేజ్ ఆపివేయబడే వరకు, యూనిట్ యొక్క అవుట్పుట్ షార్ట్ సర్క్యూట్ యొక్క పరిస్థితిలో కూడా, ఆ సమయంలో నష్టాన్ని తట్టుకోవటానికి మరియు రక్షించడానికి షార్ట్ సర్క్యూట్ (ఓవర్ కరెంట్) ప్రొటెక్షన్ సర్క్యూట్ అత్యవసరం అవుతుంది. .

మూర్తి 21 మరియు 22 IGBT RBN40H125S1FPQ యొక్క షార్ట్ సర్క్యూట్ బేరింగ్ సమయం మరియు షార్ట్ సర్క్యూట్ ప్రస్తుత నిర్వహణ సామర్థ్యాన్ని సూచిస్తాయి.

IGBT యొక్క సామర్థ్యాన్ని తట్టుకునే ఈ షార్ట్ సర్క్యూట్ సాధారణంగా సమయం tSC కి సంబంధించి వ్యక్తీకరించబడుతుంది.

ఈ తట్టుకునే సామర్ధ్యం ప్రధానంగా IGBT యొక్క గేట్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్, శరీర ఉష్ణోగ్రత మరియు విద్యుత్ సరఫరా వోల్టేజ్ ఆధారంగా నిర్ణయించబడుతుంది.

క్లిష్టమైన హెచ్-బ్రిడ్జ్ ఐజిబిటి సర్క్యూట్ డిజైన్‌ను రూపకల్పన చేసేటప్పుడు దీనిని చూడాలి.

అదనంగా, కింది పారామితుల పరంగా అనుకూలంగా రేట్ చేయబడిన IGBT పరికరాన్ని ఎంచుకున్నారని నిర్ధారించుకోండి.

1. గేట్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ VGE : గేట్ వోల్టేజ్ పెరుగుదలతో, షార్ట్ సర్క్యూట్ కరెంట్ కూడా పెరుగుతుంది మరియు పరికరం యొక్క ప్రస్తుత నిర్వహణ సామర్థ్యం తగ్గుతుంది.
2. కేసు ఉష్ణోగ్రత : IGBT యొక్క కేస్ ఉష్ణోగ్రత ΔTj పెరుగుదలతో, పరికరం విచ్ఛిన్నమయ్యే పరిస్థితిని చేరుకునే వరకు ప్రస్తుత తట్టుకునే సామర్థ్యం క్షీణిస్తుంది. విద్యుత్ సరఫరా వోల్టేజ్
3. విసిసి: పరికరానికి ఇన్పుట్ సరఫరా వోల్టేజ్ పెరిగేకొద్దీ షార్ట్ సర్క్యూట్ కరెంట్ కూడా పెరుగుతుంది, దీని వలన పరికరం యొక్క ప్రస్తుత తట్టుకునే సామర్థ్యం క్షీణిస్తుంది.

ఇంకా, షార్ట్ సర్క్యూట్ లేదా ఓవర్-లోడ్ ప్రొటెక్షన్ సర్క్యూట్ షార్ట్ సర్క్యూట్ కరెంట్‌ను గ్రహించి గేట్ వోల్టేజ్‌ను మూసివేసినప్పుడు, షార్ట్ సర్క్యూట్ కరెంట్ వాస్తవానికి IGBT యొక్క ప్రామాణిక కార్యాచరణ ప్రస్తుత పరిమాణం కంటే చాలా పెద్దది.

ప్రామాణిక గేట్ రెసిస్టెన్స్ Rg ఉపయోగించి ఈ గణనీయమైన కరెంట్‌తో ఆఫ్ చేసేటప్పుడు, ఇది పెద్ద ఉప్పెన వోల్టేజ్ అభివృద్ధికి కారణం కావచ్చు, IGBT రేటింగ్‌ను మించి ఉంటుంది.

ఈ కారణంగా, మీరు షార్ట్ సర్క్యూట్ పరిస్థితులను పరిష్కరించడానికి అనువైన IGBT గేట్ నిరోధకతను ఎన్నుకోవాలి, సాధారణ గేట్ నిరోధక విలువ కంటే కనీసం 10 రెట్లు అధికంగా ఉండాలి (ఇంకా ఫార్వర్డ్ బయాస్ SOA విలువ లోపల ఉండాలి).

షార్ట్ సర్క్యూట్ కరెంట్ కట్-ఆఫ్ అయిన కాలంలో IGBT యొక్క కలెక్టర్-ఉద్గారిణి లీడాల్లో ఉప్పెన వోల్టేజ్ ఉత్పత్తిని ఎదుర్కోవడం ఇది.

అదనంగా, షార్ట్ సర్క్యూట్ తట్టుకునే సమయం tSC ఇతర అసోసియేట్ పరికరాల్లో ఉప్పెన పంపిణీకి కారణం కావచ్చు.

షార్ట్-సర్క్యూట్ ప్రొటెక్షన్ సర్క్యూట్ పనిచేయడం ప్రారంభించడానికి అవసరమైన ప్రామాణిక సమయ-ఫ్రేమ్‌కు కనీసం 2 రెట్లు తగినంత మార్జిన్ ఉండేలా జాగ్రత్త తీసుకోవాలి.

175 for కోసం గరిష్ట జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత టిజ్మాక్స్

చాలా సెమీకండక్టర్ పరికరం యొక్క జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత Tj యొక్క సంపూర్ణ గరిష్ట రేటింగ్ 150 is, అయితే పెరిగిన ఉష్ణోగ్రత వివరాలను తట్టుకోవటానికి కొత్త తరం పరికరాల అవసరం ప్రకారం Tjmax = 175 set సెట్ చేయబడింది.
.
IGBT RBN40H125S1FPQ కోసం పరీక్ష పరిస్థితులకు టేబుల్ 3 మంచి ఉదాహరణను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది హై కేస్ టెంపరేచర్లలో పనిచేసేటప్పుడు 175 ను తట్టుకునేలా రూపొందించబడింది.

Tjmax = 175 at వద్ద సమర్థవంతమైన కార్యకలాపాలకు హామీ ఇవ్వడానికి, 150 at వద్ద ప్రామాణిక అనుగుణ్యత పరీక్ష కోసం అనేక పారామితులు మెరుగుపరచబడ్డాయి మరియు కార్యాచరణ ధృవీకరణ జరిగాయి.

పరికర స్పెక్స్‌కు సంబంధించి పరీక్షా మైదానాలు ఉంటాయి.

అదనపు సమాచారం కోసం, మీరు దరఖాస్తు చేస్తున్న పరికరానికి సంబంధించిన విశ్వసనీయత డేటాను ధృవీకరించారని నిర్ధారించుకోండి.

అదేవిధంగా Tjmax విలువ స్థిరమైన పనికి పరిమితి కాదని గుర్తుంచుకోండి, నియంత్రణకు ఒక స్పెసిఫికేషన్ కూడా ఒక క్షణం కూడా అధిగమించకూడదు.

అధిక ఉష్ణోగ్రత వెదజల్లడానికి వ్యతిరేకంగా భద్రత, IGBT కోసం క్లుప్త క్షణం కూడా, ఆన్ / ఆఫ్ మార్పిడి సమయంలో ఖచ్చితంగా పరిగణించాలి.

Tj = 175 of యొక్క గరిష్ట విచ్ఛిన్న కేసు ఉష్ణోగ్రతని మించని వాతావరణంలో IGBT తో పనిచేయాలని నిర్ధారించుకోండి.

IGBT నష్టాలు

కండక్షన్ నష్టం: IGBT ద్వారా ప్రేరక భారాన్ని శక్తివంతం చేసేటప్పుడు, సంభవించిన నష్టాలు ప్రాథమికంగా ప్రసరణ నష్టం మరియు మారే నష్టంగా వర్గీకరించబడతాయి.

IGBT పూర్తిగా స్విచ్ ఆన్ అయిన వెంటనే జరిగే నష్టాన్ని ప్రసరణ నష్టం అంటారు, అయితే IGBT ON నుండి OFF లేదా OFF ON కి మారే సమయంలో జరిగే నష్టాన్ని స్విచ్చింగ్ లాస్ అంటారు.

వాస్తవం కారణంగా, నష్టం వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్ అమలుపై ఆధారపడి ఉంటుంది, క్రింద ఇచ్చిన ఫార్ములాలో చూపినట్లుగా, పరికరం నిర్వహిస్తున్నప్పుడు కూడా కలెక్టర్-ఉద్గారిణి సంతృప్త వోల్టేజ్ VCE (సాట్) యొక్క ప్రభావం ఫలితంగా నష్టం తలెత్తుతుంది.

VCE (sat) తక్కువగా ఉండాలి, ఎందుకంటే నష్టం IGBT లో ఉష్ణ ఉత్పత్తికి కారణం కావచ్చు.
నష్టం (పి) = వోల్టేజ్ (వి) × ప్రస్తుత (I)
ఆన్-ఆన్ నష్టం: P (ఆన్ చేయండి) = VCE (sat) × IC

నష్టాన్ని మార్చడం: స్విచ్చింగ్ సమయాన్ని ఉపయోగించి అంచనా వేయడం IGBT నష్టం సవాలుగా ఉన్నందున, స్విచ్చింగ్ నష్టాన్ని నిర్ణయించడానికి సర్క్యూట్ డిజైనర్లకు సహాయపడటానికి సంబంధిత డేటాషీట్లలో రిఫరెన్స్ టేబుల్స్ చేర్చబడ్డాయి.

క్రింద ఉన్న మూర్తి 24 IGBT RBN40H125S1FPQ కోసం మారే నష్ట లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తుంది.

Eon మరియు Eoff కారకాలు కలెక్టర్ కరెంట్, గేట్ రెసిస్టెన్స్ మరియు ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత ద్వారా ఎక్కువగా ప్రభావితమవుతాయి.

ఇయాన్ (శక్తి నష్టాన్ని ప్రారంభించండి)

ప్రేరేపిత లోడ్ కోసం IGBT యొక్క టర్న్-ఆన్ ప్రక్రియలో అభివృద్ధి చెందిన నష్టం యొక్క పరిమాణం, డయోడ్ యొక్క రివర్స్ రికవరీ వద్ద రికవరీ నష్టంతో పాటు.

గేట్ వోల్టేజ్ IGBT కి శక్తినిచ్చేటప్పుడు మరియు కలెక్టర్ కరెంట్ ప్రయాణించడం ప్రారంభించినప్పుడు, IGBT పూర్తిగా స్విచ్ ఆన్ స్థితికి బదిలీ అయ్యే సమయం వరకు Eon లెక్కించబడుతుంది.

Eoff (టర్న్-ఆఫ్ శక్తి నష్టం

ప్రేరక లోడ్ల కోసం టర్న్-ఆఫ్ వ్యవధిలో కలిగే నష్టం యొక్క పరిమాణం, ఇందులో తోక ప్రవాహం ఉంటుంది.

గేట్ కరెంట్ ఇప్పుడే కత్తిరించబడి, కలెక్టర్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ ఎక్కడం మొదలవుతుంది, IGBT పూర్తి స్విచ్ ఆఫ్ స్థితికి చేరుకునే సమయం వరకు Eoff కొలుస్తారు.

సారాంశం

ఇన్సులేటెడ్-గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ (ఐజిటిబి) పరికరం ఒక రకమైన మూడు-టెర్మినల్ పవర్ సెమీకండక్టర్ పరికరం, ఇవి ప్రాథమికంగా ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్‌గా ఉపయోగించబడతాయి మరియు మరింత కొత్త పరికరాల్లో చాలా వేగంగా మారడం మరియు అధిక సామర్థ్యం యొక్క కలయికను అందించడానికి కూడా ప్రసిద్ది చెందాయి.

అధిక ప్రస్తుత అనువర్తనాల కోసం IGBT లు

VFD లు (వైయబుల్ ఫ్రీక్వెన్సీ డ్రైవ్‌లు), VSF లు (వేరియబుల్ స్పీడ్ రిఫ్రిజిరేటర్లు), రైళ్లు, స్విచ్చింగ్ యాంప్లిఫైయర్‌లతో స్టీరియో సిస్టమ్స్, ఎలక్ట్రిక్ కార్లు మరియు ఎయిర్ కండీషనర్లు వంటి ఆధునిక పరికరాల శ్రేణి విద్యుత్ శక్తిని మార్చడానికి ఇన్సులేట్-గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది.

క్షీణత మోడ్ యొక్క చిహ్నం IGBT

ఒకవేళ యాంప్లిఫైయర్లు ఇన్సులేట్-గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌ను తరచూ తక్కువ-పాస్ ఫిల్టర్లు మరియు పల్స్ వెడల్పు మాడ్యులేషన్‌తో పాటు ప్రకృతిలో సంక్లిష్టంగా ఉండే తరంగ రూపాలను సంశ్లేషణ చేస్తాయి, ఎందుకంటే ఇన్సులేట్-గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ ప్రాథమికంగా వేగవంతమైన మరియు వేగవంతమైన వేగంతో ఆన్ మరియు ఆఫ్ చేయడానికి రూపొందించబడింది.

పల్స్ పునరావృత రేట్లు ఆధునిక పరికరాలచే ప్రగల్భాలు పలుకుతాయి, ఇవి అనువర్తనాన్ని మార్చడం మరియు అల్ట్రాసోనిక్ పరిధిలో బాగా వస్తాయి, ఇవి పరికరాలను ఒక రూపంలో ఉపయోగించినప్పుడు పరికరం నిర్వహించే అత్యధిక ఆడియో పౌన frequency పున్యం కంటే పది రెట్లు ఎక్కువ. అనలాగ్ ఆడియో యాంప్లిఫైయర్.

సాధారణ గేట్-డ్రైవ్ యొక్క అధిక కరెంట్ మరియు లక్షణాలతో కూడిన MOSFET లు బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్‌లతో కలిపి ఉంటాయి, ఇవి IGTB చే తక్కువ-సంతృప్త-వోల్టేజ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

IGBT లు BJT మరియు Mosfet ల కలయిక

స్విచ్ వలె పనిచేసే బైపోలార్ పవర్ ట్రాన్సిస్టర్ మరియు కంట్రోల్ ఇన్‌పుట్‌గా పనిచేసే వివిక్త గేట్ FET ను కలపడం ద్వారా ఒకే పరికరాన్ని IGBT తయారు చేస్తుంది.

ఇన్సులేటెడ్-గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ (ఐజిటిబి) ప్రధానంగా అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించబడుతుంది, ఇవి ఒకదానికొకటి సమాంతరంగా ఉంచబడిన బహుళ పరికరాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు చాలా సార్లు చాలా ఎక్కువ కరెంట్‌ను నిర్వహించగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి, ఇవి వందలాది ఆంపియర్ల పరిధిలో ఉంటాయి 6000V నిరోధించే వోల్టేజ్, ఇది వందల కిలోవాట్లకు సమానం, ఇండక్షన్ హీటింగ్, స్విచ్డ్-మోడ్ విద్యుత్ సరఫరా మరియు ట్రాక్షన్ మోటార్ కంట్రోల్ వంటి అధిక శక్తిని మీడియం నుండి అధిక శక్తిని ఉపయోగిస్తుంది. పరిమాణంలో పెద్దవిగా ఉండే ఇన్సులేటెడ్-గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు.

IGBT లు అత్యంత అధునాతన ట్రాన్సిస్టర్లు

ఇన్సులేటెడ్-గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ (ఐజిటిబి) అనేది ఆ సమయంలో కొత్త మరియు ఇటీవలి ఆవిష్కరణ.

1980 లలో మరియు 1990 ల ప్రారంభ సంవత్సరాల్లో కనిపెట్టిన మరియు ప్రారంభించిన మొదటి తరం పరికరాలు సాపేక్షంగా నెమ్మదిగా మారే ప్రక్రియను కలిగి ఉన్నట్లు కనుగొనబడ్డాయి మరియు లాచప్ వంటి వివిధ రీతుల ద్వారా వైఫల్యానికి గురవుతాయి (ఇక్కడ పరికరం స్విచ్ ఆన్ చేయబడి ఉంటుంది మరియు ఆన్ చేయదు ప్రస్తుతము పరికరం గుండా ప్రవహించే వరకు ఆపివేయబడుతుంది), మరియు ద్వితీయ విచ్ఛిన్నం (పరికరం ద్వారా అధిక విద్యుత్తు ప్రవహించినప్పుడు, పరికరంలో ఉన్న స్థానికీకరించిన హాట్‌స్పాట్ థర్మల్ రన్‌అవేలోకి వెళుతుంది మరియు ఫలితంగా పరికరాన్ని కాల్చేస్తుంది).

రెండవ తరం పరికరాల్లో చాలా మెరుగుదల కనిపించింది మరియు బ్లాక్‌లోని అత్యంత కొత్త పరికరాలు, మూడవ తరం పరికరాలు మొదటి టో తరం పరికరాల కంటే మెరుగైనవిగా పరిగణించబడతాయి.

కొత్త మోస్‌ఫెట్‌లు IGBT లతో పోటీపడుతున్నాయి

మూడవ తరం పరికరాలు వేగవంతమైన ప్రత్యర్థితో మోస్ఫెట్‌లను కలిగి ఉంటాయి మరియు అద్భుతమైన స్థాయి యొక్క సహనం మరియు మొండితనంతో ఉంటాయి.

రెండవ మరియు మూడవ తరం యొక్క పరికరాలు పల్స్ రేటింగ్‌ను కలిగి ఉంటాయి, ఇవి ప్లాస్మా ఫిజిక్స్ మరియు పార్టికల్ వంటి వివిధ రంగాలలో పెద్ద శక్తి పప్పులను ఉత్పత్తి చేయడానికి చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటాయి.

అందువల్ల రెండవ మరియు మూడవ తరం పరికరాలు ప్లాస్మా భౌతిక శాస్త్రం మరియు కణాల యొక్క ఈ ప్రాంతాలలో ఉపయోగించిన ప్రేరేపిత స్పార్క్ అంతరాలు మరియు థైరాట్రాన్లు వంటి పాత పరికరాలన్నింటినీ అధిగమించాయి.

ఈ పరికరాలు అధిక పల్స్ రేటింగ్ యొక్క లక్షణాలు మరియు తక్కువ ధరలకు మార్కెట్లో లభ్యత కారణంగా అధిక-వోల్టేజ్ యొక్క అభిరుచి గలవారికి ఆకర్షణను కలిగి ఉంటాయి.

కాయిల్-చిగుళ్ళు మరియు టెస్లా కాయిల్స్ వంటి పరికరాలను నడపడానికి ఇది అధిక మొత్తంలో శక్తిని నియంత్రించడానికి అభిరుచి గలవారిని అనుమతిస్తుంది.

ఇన్సులేటెడ్-గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్లు సరసమైన ధర పరిధిలో లభిస్తాయి మరియు తద్వారా హైబ్రిడ్ కార్లు మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలకు ముఖ్యమైన ఎనేబుల్గా పనిచేస్తాయి.

సౌజన్యం: రెనేసాస్