Tìm hiểu về IGBT

IGBT là gì

IGBT là một transistor chuyển mạch điện kết hợp những ưu điểm của MOSFET và BJT để sử dụng trong các mạch điều khiển nguồn và động cơ.

Transistor IGBT mang những ưu điểm của cả hai loại transistor phổ biến, trở kháng đầu vào cao và tốc độ chuyển mạch cao của MOSFET với điện áp bão hòa thấp của transistor lưỡng cực và kết hợp chúng lại với nhau để tạo ra một loại thiết bị chuyển mạch transistor có khả năng xử lý dòng điện cực thu-cực phát lớn.

IGBT kết hợp công nghệ cổng cách điện (viết tắt của chữ IG - insulated gate) của MOSFET với các đặc tính hiệu suất đầu ra của transistor lưỡng cực (viết tắt của chữ BT - bipolar transistor).

Kết quả của sự kết hợp này là transistor IGBT với đặc tính chuyển mạch và truyền dẫn đầu ra của transistor lưỡng cực, nhưng được điều khiển bằng điện áp giống MOSFET.

IGBT chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng điện tử công suất, như biến tần, bộ chuyển đổi và nguồn cung cấp điện, đây là những ứng dụng mà transistor lưỡng cực và MOSFET không đáp ứng được. Transistor lưỡng cực có điện áp và dòng điện cao, nhưng tốc độ chuyển mạch chậm, trong khi MOSFET có tốc độ chuyển mạch cao, nhưng để làm ra các thiết bị có dòng điện cao và điện áp cao thì rất khó và cũng rất đắt tiền.

Các loại IGBT

IGBT thường được phân làm 2 loại NPT-IGBT và PT-IGBT hay còn được gọi là IGBT đối xứng và IGBT bất đối xứng. Chúng khác nhau về công nghệ chế tạo, chi tiết cấu trúc.

IGBT có lớp đệm n+ thì được gọi là NPT-IGBT. Nếu không có thì là PT-IGBT.

IGBT đối xứng có điện áp đánh thủng thuận và nghịch bằng nhau được sử dụng trong các ứng dụng điện xoay chiều.

Trong khi IGBT bất đối xứng thì điện áp đánh thủng ngược nhỏ hơn điện áp đánh thủng thuận. Loại này được sử dụng cho mạch điện một chiều, vì thiết bị không cần hỗ trợ dòng điện theo chiều ngược lại.

Ứng dụng của IGBT

Được sử dụng trong trình điều khiển động cơ xoay chiều và 1 chiều.

Sử dụng trong hệ thống cung cấp điện không kiểm soát (UPS)

Sử dụng để kết hợp đặc tích gate-drive đơn giản của MOSFET với điện áp cao và bão hòa thấp của transistor lưỡng cực.

Sử dụng trong nguồn cấp điện có chế độ chuyển mạch (SMPS)

Sử dụng trong điều khiển động cơ kéo và gia nhiệt cảm ứng.

Sử dụng trong biến tần.

Được sử dụng để kết hợp một isolated-gate FET điều khiển đầu vào với một transistor công suất lưỡng cực đóng vai trò công tắc trong một thiết bị đơn.