ترانزیستور دو قطبی با گِیت عایق شده (IGBT) از ادوات نیمه رسانا قدرت می باشد که اصولا در مدار های الکترونیکی به عنوان سوئیچ استفاده میشود. از این ترانزیستور در بیشتر لوازم مدرن و پیشرفته مانند خودرو های برقی ، قطار ، سیستم های استریو ، تهویه هوا و … برای محافظت و در ساخت UPS و استابلایزر های سوئیچینگ به استفاده شده است.

IGBT ترکیبی از دو ترانزیستور مافست و BJT است که از دید ورودی مانند مافست و از دید خروجی مانند BJT عمل میکند. نتیجه این ترکیب ترکیبی این است که “ترانزیستور IGBT” دارای ویژگی های سوئیچینگ خروجی و هدایت یک ترانزیستور دوقطبی است اما مانند ماسفت با ولتاژ کنترل می شود.

کاربردهای IGBT در زمینه الکترونیک بسیار گسترده است. به دلیل مقاومت کم، نرخ جریان بسیار بالا، سرعت سوئیچ بالا، IGBT ها در کنترل موتور با قدرت بالا، اینورترها، منبع تغذیه حالت سوئیچ با مناطق تبدیل فرکانس بالا استفاده می شوند.

مزایای IGBT

۱.در مقایسه با ترانزیستور دوقطبی یا ماسفت قدرت، دارای قابلیت ولتاژ و جریان بالا است.

۲.آنها معمولاً مانند تریستورها چفت نمی شوند

۳.می تواند سطوح جریان بالا را با استفاده از ولتاژ کنترل پایین تغییر دهد

۴.یک IGBT مقاومت بسیار کمی دارد که برای بسیاری از کاربردهای سوئیچینگ برق ایده آل است

۵.دارای امپدانس ورودی بسیار بالا

۶.ولتاژ کنترل شده (مانند ماسفت)، بنابراین جریان بسیار کمی برای تغییر سطوح جریان بالا مورد نیاز است

۷.سیگنال های درایو گیت به راحتی اجرا می شوند و برای روشن کردن IGBT به ولتاژ مثبت ساده و برای خاموش کردن آن به مدار پیچیده نیاز ندارند.

۸.چگالی جریان بالا و بنابراین اندازه تراشه سیلیکونی واقعی کوچک است و این به معنای اندازه‌های بسته‌بندی کوچکتر برای یک سطح جریان معین است.

۹.قدرت بیشتر نسبت به ترانزیستور دوقطبی یا ماسفت

IGBT .10 در مقایسه با ترانزیستور دوقطبی سرعت سوئیچینگ سریع تری دارد

۱۱.نسبت ظرفیت کلکتور گیت به ظرفیت امیتر گیت نسبت به دستگاه های رقیب کمتر است و این منجر به بهبود عملکرد اثر بازخورد میلر می شود – در نتیجه آنها سریعتر از ترانزیستورهای دوقطبی سوئیچ می کنند.

 

معایب IGBT

 

1. نمی تواند ولتاژ معکوس بالا را مسدود کند

۲.ممکن است در نتیجه ساختار PNPN که دارای ساختار تریستور در دستگاه است، مشکلات قفل داشته باشد

3. گرانتر از ترانزیستور دوقطبی یا ماسفت قدرت

 

اینها برخی از مزایا و معایب بارز استفاده از IGBT هستند، اما ممکن است ملاحظات دیگری در هنگام بررسی اینکه آیا می توان از آن برای یک طراحی الکترونیکی خاص استفاده کرد نیز وجود داشته باشد.

 

کاربرد های IGBT

رانزیستور دوقطبی گیت عایق IGBT در بسیاری از کاربردهای برق استفاده می شود.

 

این دستگاه های نیمه هادی برای بسیاری از طرح های مدارهای الکترونیکی بسیار مفید هستند زیرا از مرزهای بین فناوری ترانزیستور دوقطبی و FET های قدرت عبور می کنند. این بدان معنی است که آنها در انواع برنامه های برق مختلف استفاده می شوند:

 

اشکال مختلف کنترل موتور و کشش

منابع تغذیه حالت سوئیچ

اینورترهای DC-AC

مدولاسیون عرض پالس برای انواع عرصه ها

درایوهای موتور AC و DC

راندن اشکال مختلف بار القایی

 

 

​