Koncepcia dizajnu bipolárneho tranzistora s izolovanou bránou

Koncepcia dizajnu bipolárneho tranzistora s izolovanou bránou (IGBT) sa zameriava na integráciu výhod výkonových MOSFET a bipolárnych tranzistorov s prechodom (BJT/GTR), aby sa prekonali obmedzenia jedného zariadenia vo vysoko{0}}napäťových a{1}}prúdových aplikáciách.

 

Koncepcia základného dizajnu

Kompozitná štruktúra, doplnenie silných a slabých stránok
IGBT kombinuje vysokú vstupnú impedanciu, napätím{0}}riadenú prevádzku a rýchle spínacie charakteristiky MOSFET s nízkym úbytkom napätia a vysokou prúdovou hustotou BJT, čím vytvára hybridné zariadenie „riadenie napätia + bipolárne vedenie“.

 

Implementácia modulácie vodivosti na zníženie straty vedenia
Injektovaním menšinových nosičov (dier) do oblasti driftu N⁻ efekt modulácie vodivosti výrazne znižuje-odpor stavu, čo umožňuje IGBT udržiavať nízke saturačné napätie (Vce(sat)) aj pri vysokom napätí, oveľa lepšie ako MOSFET s rovnakým menovitým napätím.

 

Vertikálna štvorvrstvová-štruktúra (P⁺/N⁻/P/N⁺) optimalizuje odolnosť voči napätiu a prúdovú kapacitu
Využitím vertikálnej vodivej štruktúry, hrubá a jemne dotovaná N⁻ driftová oblasť nesie vysokonapäťové blokovanie, zatiaľ čo P⁺ kolektor efektívne injektuje otvory, čím vyrovnáva odolnosť voči vysokému napätiu a veľkú prúdovú schopnosť.

 

Ovládanie izolácie brány MOS zjednodušuje hnací obvod
Brána riadi tvorbu kanálov cez izolačnú vrstvu SiO₂ a môže byť poháňaná samotným hradlovým napätím, čo vyžaduje minimálny hnací výkon a eliminuje potrebu nepretržitého základného prúdu ako BJT.

 

Podporuje vysokú spínaciu frekvenciu a vysokú hustotu výkonu
V porovnaní s tyristormi alebo GTO majú IGBT rýchlejšie spínacie rýchlosti (až do rozsahu sto kHz) a s technologickým pokrokom (ako sú mikro-zákopové a poľné-konštrukcie siedmej{0}}generácie) sa hustota výkonu neustále zvyšuje, vďaka čomu sú vhodné pre vysokofrekvenčné, vysokofrekvenčné, vysoko{4}}napäťové vozidlá s premenlivou frekvenciou a nové energetické scenáre s premenlivou energiou. pohonov.