Igbt

IGBT అనేది ఇన్సులేటెడ్ గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క చిన్న రూపం, బైపోలార్ జంక్షన్ ట్రాన్సిస్టర్ (BJT) మరియు మెటల్ ఆక్సైడ్ ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్ (MOS-FET) కలయిక. ఇది సంబంధిత అనువర్తనాలను మార్చడానికి ఉపయోగించే సెమీకండక్టర్ పరికరం.

IGBT మోస్ఫెట్ మరియు ట్రాన్సిస్టర్ కలయిక కాబట్టి, ఇది ట్రాన్సిస్టర్లు మరియు మోస్ఫెట్ రెండింటి యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. మోస్ఫెట్ అధిక ఇంపెడెన్స్‌తో అధిక స్విచింగ్ వేగం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది మరియు మరొక వైపు BJT అధిక లాభం మరియు తక్కువ సంతృప్త వోల్టేజ్ యొక్క ప్రయోజనాన్ని కలిగి ఉంది, రెండూ IGBT ట్రాన్సిస్టర్‌లో ఉన్నాయి. IGBT అనేది వోల్టేజ్ నియంత్రిత సెమీకండక్టర్, ఇది దాదాపుగా జీరో గేట్ కరెంట్ డ్రైవ్‌తో పెద్ద కలెక్టర్ ఉద్గారిణి ప్రవాహాలను అనుమతిస్తుంది.

చర్చించినట్లుగా, IGBT కి MOSFET మరియు BJT ల యొక్క ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి, IGBT సాధారణ MOSFET లు మరియు అదే అవుట్పుట్ బదిలీ లక్షణాల మాదిరిగానే గేటును ఇన్సులేట్ చేసింది. అయినప్పటికీ, BJT ప్రస్తుత నియంత్రిత పరికరం కాని IGBT కొరకు, నియంత్రణ MOSFET పై ఆధారపడి ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది వోల్టేజ్ నియంత్రిత పరికరం, ఇది ప్రామాణిక MOSFET లకు సమానం.

IGBT సమానమైన సర్క్యూట్ మరియు చిహ్నం

పై చిత్రంలో IGBT యొక్క సమానమైన సర్క్యూట్ చూపబడింది. డార్లింగ్టన్ ట్రాన్సిస్టర్‌లో ఉపయోగించిన అదే సర్క్యూట్ నిర్మాణం, ఇక్కడ రెండు ట్రాన్సిస్టర్‌లు ఒకే విధంగా అనుసంధానించబడి ఉన్నాయి. పై చిత్రాన్ని మనం చూడగలిగినట్లుగా, ఐజిబిటి రెండు పరికరాలను మిళితం చేస్తుంది, ఎన్ ఛానల్ మోస్ఫెట్ మరియు పిఎన్పి ట్రాన్సిస్టర్. N ఛానల్ MOSFET PNP ట్రాన్సిస్టర్‌ను నడుపుతోంది. ప్రామాణిక BJT యొక్క పిన్ అవుట్ లో కలెక్టర్, ఉద్గారిణి, బేస్ మరియు ప్రామాణిక MOSFET పిన్ అవుట్ లో గేట్, డ్రెయిన్ మరియు సోర్స్ ఉన్నాయి. ఐజిబిటి ట్రాన్సిస్టర్ పిన్స్ విషయంలో, ఇది గేట్, ఇది ఎన్-ఛానల్ మోస్ఫెట్ నుండి వస్తోంది మరియు కలెక్టర్ మరియు ఎమిటర్ పిఎన్పి ట్రాన్సిస్టర్ నుండి వస్తున్నాయి.

పిఎన్‌పి ట్రాన్సిస్టర్‌లో, కలెక్టర్ మరియు ఎమిటర్ ప్రసరణ మార్గం మరియు ఐజిబిటి స్విచ్ ఆన్ చేసినప్పుడు దానిపై నిర్వహిస్తారు మరియు దాని ద్వారా కరెంట్‌ను తీసుకువెళతారు. ఈ మార్గం N ఛానల్ MOSFET చే నియంత్రించబడుతుంది.

BJT విషయంలో, బీటాగా సూచించబడే లాభాన్ని మేము లెక్కిస్తాము (

పై చిత్రంలో, IGBT యొక్క చిహ్నం చూపబడింది. మనం చూడగలిగినట్లుగా, ఈ చిహ్నంలో ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కలెక్టర్ ఉద్గారిణి భాగం మరియు మోస్ఫెట్ యొక్క గేట్ భాగం ఉన్నాయి. మూడు టెర్మినల్స్ గేట్, కలెక్టర్ మరియు ఎమిటర్ గా చూపించబడ్డాయి .

' ఆన్ ' మోడ్‌ను నిర్వహించేటప్పుడు లేదా మారినప్పుడు కలెక్టర్ నుండి ఉద్గారిణికి ప్రస్తుత ప్రవాహం. బిజెటి ట్రాన్సిస్టర్‌కు కూడా అదే జరుగుతుంది. ఐజిబిటి విషయంలో బేస్ బదులు గేట్ ఉంది. గేట్ నుండి ఉద్గారిణి వోల్టేజ్ మధ్య వ్యత్యాసాన్ని Vge అంటారు మరియు కలెక్టర్ నుండి ఉద్గారిణి మధ్య వోల్టేజ్ వ్యత్యాసాన్ని Vce అంటారు.

ఉద్గారిణి కరెంట్ (IE) వంటి దాదాపు అదే కలెక్టర్ కరెంట్ (IC), అంటే = IC. ప్రస్తుత ప్రవాహం కలెక్టర్ మరియు ఉద్గారిణి రెండింటిలోనూ సమానంగా ఉన్నందున, Vce చాలా తక్కువగా ఉంటుంది.

BJT మరియు MOSFET గురించి ఇక్కడ మరింత తెలుసుకోండి.

IGBT యొక్క అనువర్తనాలు:

IGBT ప్రధానంగా విద్యుత్ సంబంధిత అనువర్తనాలలో ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రామాణిక శక్తి BJT యొక్క చాలా నెమ్మదిగా ప్రతిస్పందన లక్షణాలను కలిగి ఉంది, అయితే MOSFET వేగంగా మారడానికి అనువర్తనం కోసం అనుకూలంగా ఉంటుంది, అయితే MOSFET అనేది ఖరీదైన ఎంపిక, ఇక్కడ అధిక ప్రస్తుత రేటింగ్ అవసరం. పవర్ BJT లు మరియు పవర్ MOSFET ల స్థానంలో IGBT అనుకూలంగా ఉంటుంది.

అలాగే, ఐజిబిటి బిజెటిలతో పోలిస్తే తక్కువ 'ఆన్' నిరోధకతను అందిస్తుంది మరియు ఈ ఆస్తి కారణంగా అధిక శక్తి సంబంధిత అనువర్తనంలో ఐజిబిటి ఉష్ణ సామర్థ్యం కలిగి ఉంటుంది.

ఎలక్ట్రానిక్స్ రంగంలో ఐజిబిటి అప్లికేషన్లు విస్తారంగా ఉన్నాయి. తక్కువ నిరోధకత కారణంగా , చాలా ఎక్కువ కరెంట్ రేటింగ్, హై స్విచింగ్ స్పీడ్, జీరో గేట్ డ్రైవ్, ఐజిబిటిలను హై పవర్ మోటార్ కంట్రోల్, ఇన్వర్టర్స్, హై ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్టింగ్ ఏరియాలతో స్విచ్డ్ మోడ్ విద్యుత్ సరఫరాలో ఉపయోగిస్తారు.

పై చిత్రంలో, ప్రాథమిక మార్పిడి అనువర్తనం IGBT ఉపయోగించి చూపబడుతుంది. RL, నేల IGBT యొక్క విడుదల చేసే దేశంగా అంతటా కనెక్ట్ ఒక రెసిస్టివ్ లోడ్ ఉంది. లోడ్ అంతటా వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం VRL గా సూచించబడుతుంది. లోడ్ కూడా ప్రేరేపించగలదు. మరియు కుడి వైపున వేరే సర్క్యూట్ చూపబడుతుంది. లోడ్ కలెక్టర్ అంతటా కనెక్ట్ చేయబడింది, ఇక్కడ ప్రస్తుత రక్షణ రెసిస్టర్ ఉద్గారిణి అంతటా అనుసంధానించబడి ఉంటుంది. ప్రస్తుత రెండు సందర్భాల్లో కలెక్టర్ నుండి ఉద్గారిణికి ప్రవహిస్తుంది.

BJT విషయంలో, మేము BJT యొక్క స్థావరం అంతటా స్థిరమైన విద్యుత్తును సరఫరా చేయాలి. ఐజిబిటి విషయంలో, మోస్ఫెట్ మాదిరిగానే మనం గేట్ అంతటా స్థిరమైన వోల్టేజ్ను అందించాలి మరియు సంతృప్తిని స్థిరమైన స్థితిలో నిర్వహిస్తారు.

ఎడమ సందర్భంలో, వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం, గ్రౌండ్ / విఎస్ఎస్ తో ఇన్పుట్ (గేట్) యొక్క సంభావ్య వ్యత్యాసం అయిన VIN, కలెక్టర్ నుండి ఉద్గారిణికి ప్రవహించే అవుట్పుట్ కరెంట్ ను నియంత్రిస్తుంది. VCC మరియు GND మధ్య వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం లోడ్ అంతటా దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది.

కుడి వైపు సర్క్యూట్లో, లోడ్ ద్వారా ప్రవహించే విద్యుత్తు RS విలువతో విభజించబడిన వోల్టేజ్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.

I _RL2 = V _IN / R _S.

ఇన్సులేట్ గేట్ బైపోలార్ ట్రాన్సిస్టర్ (IGBT) మారారు 'చేయవచ్చు ON ' మరియు ' OFF గేట్ ఆక్టివేట్ ద్వారా'. గేట్ అంతటా వోల్టేజ్‌ను వర్తింపజేయడం ద్వారా మేము గేట్‌ను మరింత సానుకూలంగా చేస్తే, IGBT యొక్క ఉద్గారిణి IGBT ని దాని “ ఆన్ ” స్థితిలో ఉంచుతుంది మరియు మేము గేట్‌ను ప్రతికూలంగా లేదా సున్నాగా చేస్తే ఐజిబిటి “ ఆఫ్ ” స్థితిలో ఉంటుంది. ఇది BJT మరియు MOSFET మార్పిడి వంటిది.

IGBT IV కర్వ్ మరియు బదిలీ లక్షణాలు

పై చిత్రంలో, వేర్వేరు గేట్ వోల్టేజ్ లేదా Vge ని బట్టి IV లక్షణాలు చూపబడతాయి. X అక్షం అనునది కలెక్టర్ విడుదల చేసే దేశంగా వోల్టేజ్ లేదా VCE మరియు Y అనునది కలెక్టర్ ప్రస్తుత AXIS. ఆఫ్ స్టేట్ సమయంలో కలెక్టర్ మరియు గేట్ వోల్టేజ్ ద్వారా ప్రవహించే కరెంట్ సున్నా. మేము Vge లేదా గేట్ వోల్టేజ్‌ను మార్చినప్పుడు పరికరం క్రియాశీల ప్రాంతానికి వెళుతుంది. గేట్ అంతటా స్థిరమైన మరియు నిరంతర వోల్టేజ్ కలెక్టర్ ద్వారా నిరంతర మరియు స్థిరమైన ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని అందిస్తుంది. Vge యొక్క పెరుగుదల కలెక్టర్ కరెంట్, Vge3> Vge2> Vge3 ను దామాషా ప్రకారం పెంచుతోంది. BV అనేది IGBT యొక్క బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్.

ఈ వక్రరేఖ BJT యొక్క IV బదిలీ వక్రతతో దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది, అయితే ఇక్కడ Vge చూపబడింది ఎందుకంటే IGBT వోల్టేజ్ నియంత్రిత పరికరం.

పై చిత్రంలో, IGBT యొక్క బదిలీ లక్షణం చూపబడింది. ఇది PMOSFET తో దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది. IGBT స్పెసిఫికేషన్‌ను బట్టి Vge థ్రెషోల్డ్ విలువ కంటే ఎక్కువగా ఉన్న తరువాత IGBT “ ON ” స్థితికి వెళ్తుంది.

POWER BJT మరియు Power MOSFET లతో IGBT మధ్య వ్యత్యాసం గురించి సరసమైన చిత్రాన్ని ఇచ్చే పోలిక పట్టిక ఇక్కడ ఉంది.

పరికర లక్షణాలు	IGBT	పవర్ మోస్ఫెట్	POWER BJT
వోల్టేజ్ రేటింగ్
ప్రస్తుత రేటింగ్
ఇన్పుట్ పరికరం
ఇన్పుట్ ఇంపెడెన్స్
అవుట్పుట్ ఇంపెడెన్స్
మారే వేగం
ధర

తదుపరి వీడియోలో, IGBT ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క స్విచ్చింగ్ సర్క్యూట్ చూస్తాము.