Tranzystor igbt: budowa i zastosowanie

Co to jest tranzystor igbt?

Tranzystor IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) to półprzewodnikowy element elektroniczny wykorzystywany głównie w układach mocy.

Jest to połączenie zalet tranzystora polowego MOSFET oraz bipolarnego tranzystora bipolarnego. Dzięki temu łączy w sobie wysoką sprawność i szybkość przełączania z dużą nośnością prądową.

Tranzystory IGBT są szeroko stosowane w różnych dziedzinach, w tym w przemiennikach napięcia, sterownikach silników, systemach zasilania oraz innych układach wymagających kontroli dużych prądów.

Jak działa tranzystor igbt?

Tranzystory IGBT składają się z trzech warstw półprzewodnikowych: warstwy emitera, kolektora i bramki. Są one umieszczone na ciele półprzewodnikowym, zwykle krzemowym, z izolacją pomiędzy warstwą bramki a resztą struktury. Główną zasadą działania tranzystora IGBT jest sterowanie prądem przepływającym przez warstwę kolektora za pomocą napięcia przyłożonego do warstwy bramki. W stanie wyłączonym tranzystor zachowuje się jak otwarty obwód, a w stanie włączonym jak zamknięty obwód, umożliwiając przepływ prądu z emitera do kolektora.

Dzięki połączeniu zalet MOSFETów i tranzystorów bipolarnych, tranzystory IGBT charakteryzują się wysoką szybkością przełączania oraz zdolnością do przewodzenia dużych prądów, co sprawia, że są one niezwykle przydatne w aplikacjach wymagających wysokiej wydajności i kontroli.

Budowa tranzystora igbt

Budowa tranzystora IGBT składa się z trzech głównych warstw półprzewodnikowych: emitera, kolektora i bramki.

Warstwa emitera jest zwykle wykonana z domieszkowanego materiału typu N, podczas gdy warstwa kolektora jest z domieszkowanego materiału typu P. Pomiędzy nimi znajduje się warstwa o przeciwnym typie przewodnictwa, zwana warstwą złącza PN.

Zastosowanie tranzystorów igbt

Tranzystory IGBT znajdują szerokie zastosowanie w różnych dziedzinach, w tym w przemiennikach napięcia, falownikach, układach zasilania, sterownikach silników oraz wielu innych systemach wymagających wysokiej wydajności i kontroli nad prądem. Ich zdolność do przewodzenia dużych prądów przy zachowaniu wysokiej szybkości przełączania czyni je niezwykle wartościowymi elementami w elektronice mocy.

Dzięki swoim właściwościom tranzystory IGBT są również stosowane w różnych urządzeniach elektrycznych, takich jak klimatyzatory, lodówki czy systemy napędu w pojazdach elektrycznych.

Tranzystor IGBT jest niezwykle ważnym elementem w dziedzinie elektroniki mocy, łączącym w sobie zalety tranzystorów MOSFET i bipolarnych. Jego budowa i zasada działania pozwalają na kontrolę dużych prądów przy zachowaniu wysokiej sprawności i szybkości przełączania. Ze względu na swoje szerokie zastosowanie, tranzystory IGBT odgrywają kluczową rolę w wielu dziedzinach technologii elektrycznej i elektronicznej.