IGBTという用語は半導体デバイスであり、IGBTの頭字語は絶縁ゲートバイポーラトランジスタです。幅広いバイポーラ電流容量を備えた3つの端子で構成されています。IGBTの設計者は、CMOS入力とバイポーラ出力を備えた電圧制御バイポーラデバイスであると考えています。 IGBTの設計は、BJTやMOSFETなどの両方のデバイスをモノリシック形式で使用して行うことができます。両方の最高の資産を組み合わせて、最適なデバイス特性を実現します。絶縁ゲートバイポーラトランジスタの用途には、電源回路が含まれます。パルス幅変調、パワーエレクトロニクス、無停電電源装置など。このデバイスは、パフォーマンスと効率を向上させ、可聴ノイズレベルを低減するために使用されます。また、共振モードコンバータ回路でも固定されています。最適化された絶縁ゲートバイポーラトランジスタは、低導通損失とスイッチング損失の両方にアクセスできます。

絶縁ゲートバイポーラトランジスタ

絶縁ゲートバイポーラトランジスタは3端子半導体デバイスであり、これらの端子はゲート、エミッタ、コレクタと呼ばれます。 IGBTのエミッタ端子とコレクタ端子はコンダクタンスパスに関連付けられており、ゲート端子はその制御に関連付けられています。増幅の計算は、IGBTがi / p＆o / p信号の無線機によって行われます。従来のBJTの場合、ゲインの合計は、ベータと呼ばれる入力電流に対する出力電流に対する無線とほぼ同等です。絶縁ゲートバイポーラトランジスタが主に使用されます MOSFETやBJTなどのアンプ回路で。

IGBTデバイス

IGBTは主にBJTやMOSFETなどの小信号増幅器回路で使用されます。トランジスタが増幅器回路のより低い導通損失を組み合わせると、理想的なソリッドステートスイッチが発生します。これは、パワーエレクトロニクスの多くのアプリケーションに最適です。

IGBTは、ゲート端子をアクティブまたは非アクティブにするだけで「オン」および「オフ」になります。ゲート端子とエミッタ端子間の定電圧+ Ve i / p信号はデバイスをアクティブ状態に維持し、入力信号を想定するとBJTやMOSFETと同様に「オフ」になります。

IGBTの基本構造

NチャネルIGBTの基本構造を以下に示します。このデバイスの構造は単純で、IGBTのSiセクションは、P +注入層を除いてMOSFETの垂直パワーのセクションとほぼ同じです。これは、N +ソース領域を介して金属酸化物半導体のゲートとPウェルの等しい構造を共有します。次の構成では、N +層は4つの層で構成され、上部にある層はソースと呼ばれ、最下部の層はコレクターまたはドレインと呼ばれます。

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IGBTの基本構造

IGBTには、非パンチスルーIGBT（NPT IGBTS）とパンチスルーIGBT（PT IGBT）の2種類があります。これらの2つのIGBTは、IGBTがN +バッファ層を使用して設計されている場合はPTIGBTと呼ばれ、IGBTがN +バッファ層を使用せずに設計されている場合はNPTIGBTと呼ばれると定義されます。バッファ層を設けることでIGBTの性能を向上させることができます。 IGBTの動作は、パワーBJTおよびパワーMOSFETよりも高速です。

IGBTの回路図

絶縁ゲートバイポーラトランジスタの基本構造に基づいて、シンプルなIGBTドライバ回路が PNPおよびNPNトランジスタ、JFET、OSFET、それは下の図に示されています。 JFETトランジスタは、NPNトランジスタのコレクタをPNPトランジスタのベースに接続するために使用されます。これらのトランジスタは、寄生サイリスタが負帰還ループを作成することを示します。

IGBTの回路図

RB抵抗は、NPNトランジスタのBE端子を示し、サイリスタがラッチアップしないことを確認します。これにより、IGBTがラッチアップします。トランジスタは、隣接する2つのIGBTセル間の電流の構造を示します。それ MOSFETを許可しますほとんどの電圧をサポートします。以下にIGBTの回路記号を示します。これには、エミッタ、ゲート、コレクタの3つの端子が含まれています。

IGBTの特性

誘導ゲートバイポーラトランジスタは電圧制御デバイスであり、デバイスを介した導通を継続するためにゲート端子に少量の電圧を必要とするだけです。

IGBTの特性

IGBTは電圧制御デバイスであるため、飽和を維持するのに十分な量のベース電流を常に供給する必要があるBJTとは異なり、デバイスを介した導通を維持するためにゲートに小さな電圧を必要とするだけです。

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IGBTは順方向（コレクターからエミッター）の一方向に電流を切り替えることができますが、MOSFETは双方向の電流切り替え能力を備えています。なぜなら、それは順方向にのみ制御したからです。

IGBTのゲート駆動回路の動作原理は、NチャネルパワーMOSFETのようなものです。主な違いは、アクティブ状態のデバイスに電流が供給されたときに導電チャネルによって提供される抵抗が、IGBTでは非常に小さいことです。このため、対応するパワーMOSFETと比較した場合、電流の定格は高くなります。

したがって、これはすべてについてです絶縁ゲートバイポーラトランジスタ作業と特性。 MOSFETのような制御能力とBJTのo / p特性を備えた半導体スイッチングデバイスであることに気づきました。このIGBTの概念をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、IGBTのアプリケーションと利点に関する質問は、以下のコメントセクションにコメントして提案してください。ここにあなたへの質問があります、BJT、IGBT、MOSFETの違いは何ですか？

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