IGBT биполярные транзисторы

ИСТОРИЯ
Биполярный точечный транзистор был изобретен в 1947 году, в течение
последующих лет он
зарекомендовал себя как
основной элемент для
изготовления интегральных
микросхем, использующих
транзисторно-транзисторную,
резисторно-транзисторную
и диодно-транзисторную логику

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Биполярный транзистор представляет собой полупроводниковый прибор, состоящий из трёх областей с чередующимися типами электропроводности, пригодный для усиления мощности
Эти области разделяются электронно-дырочными переходами(э-д переходами). Особенность транзистора состоит в том, что между его э-д переходами существует взаимодействие - ток одного из электродов может управлять током другого. Такое управление возможно, потому что носители заряда, инжектированные через один из э-д переходов могут до другого перехода, находящегося под обратным напряжением, и изменить его ток.
Каждый из переходов транзистора можно включить либо в прямом, либо в обратном направлении. В зависимиости от этого различают три режима работы транзистора:

РЕЖИМЫ РАБОТЫ
1.Режим отсечки - оба э-д перехода закрыты, при этом через транзистор обычно идёт сравнительно небольшой ток;
2.Режим насыщения - оба э-д перехода открыты;
3.Активный режим - один из э-д переходов открыт, а другой закрыт.

УСЛОВНОЕ ОБОЗНАЧЕНИЕ

СХЕМЫ ВКЛЮЧЕНИЯ
1)Схема включения
с общим эмиттером
2)Схема включения
с общей базой
3)Схема включения с общим коллектором

БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР С ИЗОЛИРОВАННЫМ ЗАТВОРОМ(IGBT )
Полностью управляемый полупроводниковый прибор, в основе которого трёхслойная структура. Его включение и выключение осуществляются подачей и снятием положительного напряжения между затвором и истоком.

РАЗВИТИЕ IGBT
I поколение IGBT (1985 г.): предельные коммутируемые напряжения 1000 В и токи 200 А в модульном и 25 А в дискретном исполнении, прямые падения напряжения в открытом состоянии 3,0-3,5 В, частоты коммутации до 5 кГц (время включения/выключения около 1 мкс).
II поколение (1991 г.): коммутируемые напряжения до 1600 В, токи до 500 А в модульном и 50 А в дискретном исполнении; прямое падение напряжения 2,5-3,0 В, частота коммутации до 20 кГц ( время включения/ выключения около 0,5 мкс).
III поколение (1994 г.): коммутируемое напряжение до 3500 В, токи 1200 А в модульном исполнении. Для приборов с напряжением до 1800 В и токов до 600 А прямое падение напряжения составляет 1,5-2,2 В, частоты коммутации до 50 кГц (времена около 200 нс).
IV поколение (1998 г.): коммутируемое напряжение до 4500 В, токи до 1800 А в модульном исполнении; прямое падение напряжения 1,0-1,5 В, частота коммутации до 50 кГц (времена около 200 нс).

СХЕМАТИЧНЫЙ РАЗРЕЗ СТРУКТУРЫ IGBT
обычного (планарного) выполненого по
"trench-gate technology”

IGBT-МОДУЛИ
Типовая конструкция IGBT-модуля:
1 - кристалл;
2 - слой керамики;
3 - спайка;
4 - нижнее тепловыводящее основание