อิเล็กทรอนิกส์กำลัง - IGBT
ทรานซิสเตอร์สองขั้วประตูฉนวน (IGBT) เป็นอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่มีขั้วสามขั้วและส่วนใหญ่ใช้เป็นสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ มีลักษณะการสลับที่รวดเร็วและมีประสิทธิภาพสูงซึ่งทำให้เป็นส่วนประกอบที่จำเป็นในเครื่องใช้ไฟฟ้าสมัยใหม่เช่นบัลลาสต์หลอดไฟรถยนต์ไฟฟ้าและไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFDs)
ความสามารถในการเปิดและปิดอย่างรวดเร็วทำให้สามารถใช้กับแอมพลิฟายเออร์เพื่อประมวลผลรูปแบบคลื่นที่ซับซ้อนด้วยการมอดูเลตความกว้างพัลส์ IGBT รวมคุณสมบัติของ MOSFETs และ BJT เพื่อให้ได้ความจุแรงดันไฟฟ้าอิ่มตัวสูงและต่ำตามลำดับ มันรวมประตูแยกโดยใช้ FET (ทรานซิสเตอร์ฟิลด์เอฟเฟกต์) เพื่อรับอินพุตควบคุม
สัญลักษณ์ IGBT
การขยายของ IGBT คำนวณโดยอัตราส่วนของสัญญาณเอาต์พุตต่อสัญญาณอินพุต ใน BJT ทั่วไประดับของเกน (β) จะเท่ากับอัตราส่วนของกระแสเอาต์พุตต่อกระแสอินพุต
IGBT มีค่าความต้านทานสถานะ ON (RON) ต่ำมากกว่า MOSFET นี่หมายความว่าแรงดันไฟฟ้าตก (I 2 R) บนสองขั้วสำหรับการทำงานของสวิตช์เฉพาะนั้นต่ำมาก การดำเนินการปิดกั้นไปข้างหน้าของ IGBT นั้นคล้ายกับของ MOSFET
เมื่อใช้ IGBT เป็นสวิตช์ควบคุมในสถานะคงที่พิกัดกระแสและแรงดันไฟฟ้าจะเท่ากับของ BJT ในทางตรงกันข้ามประตูแยกใน IGBT ทำให้การชาร์จ BJT ง่ายขึ้นและด้วยเหตุนี้จึงต้องใช้พลังงานน้อยลง
IGBT ถูกเปิดหรือปิดโดยขึ้นอยู่กับว่าประตูเทอร์มินัลถูกเปิดใช้งานหรือปิดใช้งาน ความต่างศักย์เป็นบวกคงที่ทั่วทั้งเกตและตัวปล่อยจะรักษา IGBT ให้อยู่ในสถานะเปิด เมื่อสัญญาณอินพุตถูกลบออก IGBT จะถูกปิด
หลักการทำงานของ IGBT
IGBT ต้องการแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยในการรักษาการนำไฟฟ้าในอุปกรณ์ซึ่งแตกต่างจาก BJT IGBT เป็นอุปกรณ์ทิศทางเดียวกล่าวคือสามารถเปิดได้เฉพาะในทิศทางไปข้างหน้าเท่านั้น ซึ่งหมายความว่ากระแสไหลจากตัวเก็บรวบรวมไปยังตัวปล่อยไม่เหมือนใน MOSFET ซึ่งเป็นแบบสองทิศทาง
การใช้งาน IGBT
IGBT ใช้ในการใช้งานพลังงานปานกลางถึงสูงมากเช่นมอเตอร์ฉุดลาก ใน IGBT ขนาดใหญ่สามารถรองรับกระแสไฟฟ้าสูงในช่วงร้อยแอมแปร์และปิดกั้นแรงดันไฟฟ้าได้ถึง 6kv
IGBT ยังใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังเช่นตัวแปลงอินเวอร์เตอร์และอุปกรณ์อื่น ๆ ที่จำเป็นต้องมีการสลับโซลิดสเตต ไบโพลาร์สามารถใช้ได้กับกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าสูง อย่างไรก็ตามความเร็วในการเปลี่ยนนั้นต่ำ ในทางตรงกันข้าม MOSFET มีความเร็วในการเปลี่ยนสูงแม้ว่าจะมีราคาแพงก็ตาม