Kaj je tranzistor IGBT?

Vzporedno s preučevanjem lastnosti polprevodnikov je bila izboljšana tudi tehnologija proizvodnih naprav, ki temeljijo na njih. Postopoma so se pojavili vsi novi elementi z dobrimi karakteristikami. Prvi IGBT-tranzistor pojavil leta 1985 in združuje edinstvene lastnosti bipolarnih in terenskih struktur. Izkazalo se je, da sta ti dve znani v tistem času tip polprevodniške naprave se lahko skupaj »skupaj«. Ustvarili so strukturo, ki je postala inovativna in postopoma pridobila izjemno priljubljenost med razvijalci elektronskih vezij. Zelo kratica IGBT (Izolirana vrata Bipolarni tranzistorji) govori o oblikovanju hibridne sheme, ki temelji na bipolarni in tranzistorji na terenu. Obenem je bila sposobnost za delo z velikimi tokovi v močnostnih tokokrogih iste strukture združena z visoko vhodno upornostjo druge.

Sodoben IGBT-tranzistor se razlikuje od svojega predhodnika. Dejstvo je, da se je tehnologija njihove proizvodnje postopno izboljševala. Od prvega elementa s to strukturo so se njegovi glavni parametri spremenili na bolje:

• Komutirana napetost se je povečala od 1000V do 4500V. To je omogočilo uporabo močnostnih modulov pri delu v visokonapetostnih vezjih. Diskretni elementi in moduli so postali bolj zanesljivi pri delu z induktivnostjo v električnem krogu in bolj zaščiteni pred impulznim hrupom.
• Preklopni tok za diskretne elemente se je povečal na 600A v ločeni in do 1800A v modularni izvedbi. To je omogočilo preklapljanje velikih tokovnih tokokrogov in uporabo tranzistorja IGBT za delo z motorji, grelci, različnimi industrijskimi napravami itd.
• Neposredna padec napetosti v odprtem stanju padla na 1V. To je omogočilo zmanjšanje površine toplotnih ponorov in hkrati zmanjšalo tveganje okvare zaradi termične razgradnje.
• Preklopna frekvenca v sodobnih napravah doseže 75 Hz, kar omogoča, da se jih uporablja v inovativnih krmilnih vezjih za električne pogone. Zlasti se uspešno uporabljajo v frekvenčni pretvorniki. Takšne naprave so opremljene s krmilnikom vodila, ki deluje v "svežnju" z modulom, katerega glavni element je tranzistor IGBT. Frekvenčni pretvorniki postopoma nadomešča tradicionalne sheme za nadzor električnega pogona.
• Hitrost naprave se je močno povečala. Moderni IGBT tranzistorji imajo di / dt = 200μs. To se nanaša na čas, potreben za vklop / izklop. V primerjavi s prvimi vzorci se je zmogljivost povečala za petkrat. Povečanje tega parametra vpliva na morebitno vklopljen frekvenco, kar je pomembno pri delu z napravami, ki uporabljajo načela nadzora PWM.

Izboljšali so se tudi elektronska vezja, ki so krmilila tranzistor IGBT. Glavne zahteve, ki so jim bile naložene - je zagotoviti varno in zanesljivo stikalno napravo. Upoštevati morajo vse šibke točke tranzistorja, zlasti njen "strah" pred ovire in statična elektrika.