ترانزیستور پیوندی دوقطبی با گیت عایق (Insulated-Gate Bipolar Transistor - IGBT)، در مدارهای الکتریکی (Electrical Circuit)
انواع ترانزیستورها (Transistor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
ترانزیستور پیوندی دوقطبی با گیت عایق (Insulated-Gate Bipolar Transistor - IGBT) :
IGBT یک ترانزیستور ترکیبی است که ویژگی های ترانزیستور اثر میدانی (FET) و ترانزیستور دوقطبی (BJT) را در خود دارد. ساختار آن شامل یک گیت (Gate) شبیه MOSFET و یک کلکتور-امیتر شبیه BJT با لایه های P و N اضافی است. گیت توسط یک لایه اکسید از بقیه ساختار جدا شده، بنابراین امپدانس ورودی بسیار بالایی دارد.
مزیت اصلی IGBT توانایی هدایت جریان های بالا با ولتاژ اشباع کم (
\[ V_{CE(sat)} \]) و در عین حال کلیدزنی با سرعت نسبتا خوب است. این قطعه در ولتاژهای بالا (صدها تا هزاران ولت) و جریان های بالا (ده ها تا صدها آمپر) عملکرد بسیار بهتری نسبت به BJT یا MOSFET به تنهایی دارد.
\[ V_{CE(sat)} \approx 1.5\text{–}2.5\,\text{V} \quad , \quad \text{چگالی جریان بالا} \]کاربرد اصلی IGBT در صنعت، به ویژه درایو موتورهای الکتریکی، اینورترهای خورشیدی، منابع تغذیه سوئیچینگ قدرتمند، القاگرها و ماشین های جوشکاری است. همچنین در لوکوموتیوهای برقی و خودروهای هیبریدی به عنوان کلید قدرت استفاده می شود.
برخلاف BJT که نیاز به جریان مداوم بیس دارد، IGBT مانند MOSFET با ولتاژ کنترل می شود. اما در زمان هدایت، جریان از طریق نواحی دوقطبی عبور می کند (تزریق حفره ها) که باعث کاهش مقاومت در ولتاژهای بالا می شود. این پدیده «مدولاسیون رسانایی» نام دارد.
IGBTها معمولا در دو نوع «N-chanel» و به ندرت «P-chanel» ساخته می شوند. سرعت کلیدزنی IGBT از MOSFET کمتر است ولی در فرکانس های پایین و متوسط (تا چند ده کیلوهرتز) بسیار مناسب است.
