igbt модуль

IGBT широко используются в преобразователях постоянного тока, электродвигателях и инверторах. Они также используются в силовых устройствах, таких как выпрямители и передатчики мощности. Их можно найти в различных размерах и формах, в зависимости от применения, для которого они предназначены. Это периферийное устройство, которое действует как транзистор и сочетает в себе характеристики биполярного транзистора и полевого МОП-транзистора. Примерная эквивалентная схема IGBT состоит из МОП-лампы и PNP-транзистора (Q1).

Учитывая сопротивление, обеспечиваемое областью n-дрейфа, резистор Rd уже включен в схему, и эту эквивалентную схему можно получить, внимательно изучив базовую структуру IGBT, которая показана на рисунке ниже. Чтобы отключить IGBT сейчас, нам нужна типичная схема переключения тока, например, в случае принудительного переключения тока на тиристоре. Если устройство не выключить как можно скорее, оно может быть повреждено. Это происходит, когда ток коллектора превышает определенный порог (ДВС). В этом случае паразитный тиристор запирается, и вывод затвора теряет контроль над током коллектора, предотвращая выключение IGBT, даже если потенциал затвора падает ниже VGET.

Протекание тока коллектора требует минимального порогового напряжения VTH между затвором и эмиттером. IGBT остается в выключенном состоянии, когда потенциал затвор-эмиттер ниже порогового напряжения. И наоборот, когда напряжение затвора превышает пороговое напряжение, передаточная кривая демонстрирует линейность в значительной части тока стока. В случае биполярного транзистора нам необходимо подавать постоянный ток через его базу.

Биполярный транзистор с изолированным затвором

Таким образом, IGBT-модуль имеет ряд преимуществ перед другими типами транзисторов. Одним из основных преимуществ является их высокая удельная мощность, что означает, что они могут проводить большие токи в небольшом пространстве. Еще одним преимуществом является то, что он дешевле, чем другие типы транзисторов, что делает его популярным выбором для многих приложений. Он также отличается высокой надежностью и при необходимости может быть легко заменен.

Структура БТИЗ

БТИЗ являются противоположностью МОП-ламп, которые имеют двунаправленный процесс переключения тока; МОП-лампы управляются в прямом направлении, а обратное напряжение не контролируется. В динамических условиях, когда IGBT выключен, в нем может возникнуть ток фиксации, который возникает, когда непрерывный ток возбуждения во включенном состоянии превышает критическое значение. Это силовой транзистор, сочетающий в себе входной МОП-транзистор и выходной биполярный транзистор. Удельное сопротивление высокоомной N-дрейфовой области уменьшается, когда дырки инжектируются из этой P-области при включении. Следовательно, IGBT представляет собой переключающий транзистор с низким напряжением включения даже при высоком напряжении пробоя. На изображении выше показано использование IGBT транзистора для переключения.

Первые при всех своих достоинствах не могут обеспечить необходимое быстродействие, управляемые тиристоры используют в среднечастотной области. В схемах преобразователей используют двухоперационные тиристоры с управляющими электродами (GTO и IGCT), силовые биполярные (БП) и полевые транзисторы (MOSFET), биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). Кроме того, устанавливают данные устройства в источниках бесперебойного питания и в сетях с высоким напряжением. Суть его работы заключается в том, что полевой транзистор управляет мощным биполярным.

Биполярный переход образуется при столкновении двух типов полупроводниковых материалов, каждый из которых имеет свои отличительные электрические характеристики. На русский манер звучит как Биполярный Транзистор с Изолированным Затвором. Фундаментальными атрибутами IGBT являются его передаточные и выходные характеристики. IGBT можно разделить на отдельные IGBT, IPM (интеллектуальный силовой модуль) и другие типы пакетов. IGBT и MOSFET занимают диапазон средних мощностей и частот, частично «перекрывая» друг друга. В общем случае, для высокочастотных низковольтных каскадов наиболее подходят МОП, а для высоковольтных мощных — БТИЗ.

Что такое IGBT? Принцип работы IGBT

Готовы обеспечить компании любой величины поставками современной и надежной продукции. IGBT-модуль – это общая силовая сборка, включающая в себя несколько IGBT-транзисторов. Модульные конструкции появились для простоты применения и компактности в общей схеме, так как IGBT-транзисторы в одиночном варианте практически не используются. На следующем рисунке показано использование IGBT транзистора для переключения в схеме.

• IGBT работают путем включения или выключения путем активации или деактивации выводов затвора.
• В нашем каталоге присутствуют силовые IGBT модули производства  Leapers, Xiner, Hitachi, Infineon, TechSem, Semikron, Mitsubishi и др.
• Между электродами и переходами полевой и биполярной элементной ячейки образуются паразитные емкости.
• Разница в параметрах приводит к несимметричному току на транзисторах.
• Но в случае IGBT, как и в случае с MOSFET, нам необходимо обеспечить постоянное напряжение на затворе, а насыщение поддерживается в постоянном состоянии.
• Если устройство не выключить как можно скорее, оно может быть повреждено.
• Учитывая сопротивление, обеспечиваемое областью n-дрейфа, резистор Rd уже включен в схему, и эту эквивалентную схему можно получить, внимательно изучив базовую структуру IGBT, которая показана на рисунке ниже.
• В проводящем или включенном режиме ток течет от коллектора к эмиттеру.
• Однако металлический материал на выводе затвора имеет слой диоксида кремния.
• Первые силовые электронные устройства были выполнены на базе тиристоров и биполярных транзисторов.

БТИЗ представляет собой электронный силовой прибор, который используется в качестве мощного электронного ключа, устанавливаемого в импульсные источники питания, инверторы, а также системы управления электроприводами. Использование IGBT транзистора для переключения более наглядно можно посмотреть в следующем видео. Это предотвратит увеличение напряжения при резком скачке тока и выход полупроводникового устройства из режима насыщения.

Наиболее популярными и распространенными электронными компонентами, используемыми на практике, являются биполярные транзисторы BJT и МОП-лампы. БТИЗ широко применяются в инверторных источниках сварочного тока, в управлении мощным электроприводом, в том числе электрическом транспорте (после распространения асинхронных тяговых электродвигателей вместо ТЭД постоянного тока). Являемся представителем одного из лидеров производства силовых полупроводниковых приборов – АО «Протон-Электротекс».

• При этом устройство имеет похожие характеристики переключения и проводимости, как у биполярного транзистора, а управление осуществляется за счет напряжения, как это происходит у полевых транзисторов.
• Наблюдая за базовой структурой IGBT, показанной выше, можно увидеть, что существует другой путь от коллектора к эмиттеру, который представляет собой коллектор, p+, n-, p (n-канал), n+ и эмиттер.
• Напряжение цепи «коллектор-эмиттер» для снижения динамических потерь и обеспечения стабильной работы транзистора при отпирании ключа должно составлять +15±10% В, при запирании -7…-15 В.
• Передаточные характеристики IGBT демонстрируют взаимосвязь между Ic и VGE.
• В правой схеме ток, протекающий через нагрузку, зависит от напряжения, деленного на значение RS .
• Заказать IGBT модули можно на сайте компании производителя Технопром М.
• Это произошло почти одновременно в лабораториях фирм General Electric (Скенектади, штат Нью-Йорк) и RCA (Принстон, штат Нью-Джерси).
• Как и биполярные транзисторы, IGBT способны накапливать заряд, который является причиной остаточного тока и нагрева прибора при запирании.
• Чтобы отключить IGBT сейчас, нам нужна типичная схема переключения тока, например, в случае принудительного переключения тока на тиристоре.
• На базе IGBT производят частотные преобразователи для электроприводов, бестрансформаторные конверторы и инверторы, сварочное оборудование, регуляторы тока для мощных приводов.

Но в случае IGBT, как и в случае с MOSFET, нам необходимо обеспечить постоянное напряжение на затворе, а насыщение поддерживается в постоянном состоянии. В проводящем или включенном режиме ток течет от коллектора к эмиттеру. Разница между напряжением затвор-эмиттер называется Vge, а разница напряжений между коллектором и эмиттером называется Vce . IGBT работают путем включения или выключения путем активации или деактивации выводов затвора.

• Таким образом, IGBT-модуль имеет ряд преимуществ перед другими типами транзисторов.
• Над областью дрейфа находится область основного тела, состоящая из (p)-подложки вблизи эмиттера и внутри области основного тела из слоя (n+).
• В общем случае, для высокочастотных низковольтных каскадов наиболее подходят МОП, а для высоковольтных мощных — БТИЗ.
• Следовательно, IGBT представляет собой переключающий транзистор с низким напряжением включения даже при высоком напряжении пробоя.
• Второе (появилось в 1990-е годы) и третье (современное) поколения IGBT в целом избавлено от этих недостатков.
• Являемся представителем одного из лидеров производства силовых полупроводниковых приборов – АО «Протон-Электротекс».
• Для коммутации больших токов, превышающих допустимое значение для одного транзистора, можно подключать модули параллельно.
• В этом случае выбирают транзисторы IGBT с одинаковым пороговым напряжением во включенном состоянии.
• Таким образом, та же формула, которая применяется для расчета коэффициента усиления биполярных транзисторов, неприменима для технологии MOSFET.
• Он также отличается высокой надежностью и при необходимости может быть легко заменен.

У нас на складе в наличии IGBT-модули в конфигурациях Full Bridge Inverter (полномостовой инвертер), Half Bridge (полумост), как однофазные, так и трёхфазные. Купить силовые IGBT модули лучше всего на сайте интернет-магазина «Промэлектроника». If you have any type of questions relating to where and the best ways to utilize igbt модуль, you can contact us at the web-site. Кроме того, для оформления заказа Вы можете связаться с нашим отделом продаж по E-mail или телефону, указанным на сайте.

Для эффективного охлаждения полупроводниковых модулей необходимо подготовить поверхность радиатора и обеспечить плотное прилегание подложки прибора к охладителю. Шероховатость поверхностей должна быть не более 10 мкм, отклонение от параллельности –меньше 20 мкм на расстоянии до 10 см. Напряжение цепи «коллектор-эмиттер» для снижения динамических потерь и обеспечения стабильной работы транзистора при отпирании ключа должно составлять +15±10% В, при запирании -7…-15 В.

Такие решения позволяют усилить преимущество IGBT в виде возможности управления очень мощными нагрузками, при этом улучшив охлаждение и упростив монтаж схемы. В интернет-магазине «Промэлектроника» мы предлагаем к покупке силовые модули IGBT по лучшим ценам. В нашем каталоге присутствуют силовые IGBT модули производства  Leapers, Xiner, Hitachi, Infineon, TechSem, Semikron, Mitsubishi и др.

RL — это резистивная нагрузка, подключенная между эмиттером IGBT и землей. Нагрузка подключается через коллектор, а резистор токовой защиты подключается к эмиттеру. При подаче на изолированный затвор управляющего напряжения, область р образует открытый канал, включая полевой транзистор, который в свою очередь отпирает биполярный p-n-p элемент. При открытой биполярной ячейке, остаточное напряжение в n–-области падает еще благодаря потокам электронов и дырок. IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) или биполярный силовой транзистор с изолированным затвором – элемент из двух транзисторов в общей полупроводниковой структуре, устроенный по каскадной схеме.

Для обычного биполярного транзистора величина усиления примерно равна отношению выходного тока к входному току, который мы называем и обозначаем как β. С другой стороны, для МОП-трубки входной ток отсутствует, поскольку выводы затвора изолируют ток основного канала. Мы определяем коэффициент усиления IGBT, разделив изменение выходного тока на изменение входного напряжения.

Стандартные силовые биполярные транзисторы имеют очень медленный отклик, тогда как MOSFET подходят для приложений с быстрым переключением, но MOSFET является дорогостоящим выбором, когда требуется более высокий номинальный ток. Поэтому IGBT подходит для замены силовых биполярных транзисторов и силовых MOSFET . Как и биполярные транзисторы, IGBT способны накапливать заряд, который является причиной остаточного тока и нагрева прибора при запирании. Между электродами и переходами полевой и биполярной элементной ячейки образуются паразитные емкости. Время рассасывания заряда для IGBT прибора составляет всего 0,2-1,5 мкс, при коммутации с частотой кГц для надежной работы транзисторов не нужно включать в схему дополнительные цепи. БТИЗ являются однонаправленными устройствами, что означает, что они могут переключаться только в «прямом» направлении (от коллектора к эмиттеру).