Гибридные транзисторы

IGBT или гибридные версии транзисторов – это стандартные биполярные транзисторные устройства, которые используют изолированный затвор транзистора. В международной классификации эти устройства называют Insulated-Gate Bipolar Transistor. Если изучить структуру этих устройств, то это гибрид полевого и обычного силового транзистора с обязательным ключом управления. Поскольку у этих устройств есть ключи регуляции, то такие гибридные версии транзисторов используют прежде всего для управления различными параметрами тока.

Принцип работы основан на управлении полевым транзистором, но со своими особенностями. В активном режиме IGBT-транзисторы берут напряжение из линии коллектор-эмиттер. Медленная скорость включения – из-за «токового хвоста», характерного для обычных биполярных транзисторных устройств. 

Среди особенностей этого вида транзисторов можно отметить высокие показатели рабочего напряжения, а также высокую мощность управляемых устройств. Благодаря особенностям конструкции такие полупроводниковые приборы имеют повышенную защиту от перегрузок, а также требуют минимального потребления тока управления.

Особенности применения гибридных транзисторов

Особенность конструкции гибридных транзисторов активно используют в различных импульсных преобразующих устройствах. Также транзисторы этой версии применяют:

• в инверторах, которые работают с мощностью 1000 Вт;
• для управления электрическими двигателями, где гибридные транзисторы выполняют функцию регулирования частоты тока, прямо влияющей на скорость вращения ротора;
• для устройств, где используют эффект индукционного нагрева поверхностей, то есть нагрева с помощью тока, индуцированного магнитным полем.

Одним из известных производителей гибридных разновидностей транзисторов является компания Toshiba.

Транзисторы Тошиба: особенности

Компания Toshiba разрабатывает и использует транзисторы как электронные компоненты для работы собственных устройств и для продажи микроэлектронных составляющих для других производителей.

Основное направление компании – сервисная техника для пользователей и управляющие системы для промышленности. Отличительная черта транзисторов Тошиба – быстрое переключение и возможность длительного и уверенного контроля парамтеров. Переключение составляет в разных моделях транзисторов 0,14 — 2 мкс. Характерная особенность транзисторов этого производителя – минимальное напряжение для работы в коллекторе-эмиттере, в том числе при значительных показателях тока. Еще одна характерная особенность – использование сопротивления на входе для уверенного управления транзистором с помощью изменения параметров напряжения. Также во многих моделях транзисторов используются встроенные диодные элементы, для оптимизации характеристик устройств.

Рассмотрим особенности продукции корпорации, которая производит микроэлектронику инновационного уровня. Начнем обзор из типичного представителя транзисторов выпускаемых под этим брендом. Транзистор Тошиба l7805CV – представитель известной линейки стабилизаторов напряжения, который имеет базовые показатели мощности стандартную компоновку.

Стабилизатор напряжения 7805CV

Транзисторный стабилизатор выполнен в прочном и комфортном для монтажа и замены корпусе TO-220. Транзистор l7805CV работает с напряжением на входе на уровне 4,75-5,25 вольт. Напряжение для регуляции составляет диапазон 7 — 28 вольт. Внутреннее потребление на поддержку управления – до 4,3 мА. Показатели по силе тока на выходе – не более 1,5 А. Транзистор может выполнить функцию подавления частотных изменений, пульсаций до 50 дБ.

Этот стабилизатор дублируется транзисторами со схожими параметрами, которые можно считать практически полными аналогами 7805CV: 20/30/40/60N60, STGW45HF60WD, IRGP50B60PD1, G4PC50, GP4062, GP4063, RJH60F5/7.

MJE13007: компактный стабилизатор напряжения 28 вольт 

Транзистор MJE13007 – компактный стабилизатор напряжения. Сборка транзистора выполнена в корпусе TO-220. Он во многом похож на предыдущую модель стабилизатора, но имеет несколько отличий в характеристиках:

• напряжение по участку коллектор-эмиттер – 400 вольт;
• показатели напряжения на линии коллектор-база – 700 вольт;
• допустимое напряжение на эмиттере-базе – до 9 вольт;
• токовые параметры стабильной работы коллектора – не выше 8A

Коэффициент усиления в этой версии транзистора гибридной конструкции – 8…60. Частота коэффициента трансформации тока – 4.0 МГц. Общая мощность, которая отводится от устройства – не более 80 ватт. Устройство может работать в диапазоне температуры -65…+150˚C.

Мощный транзистор Тошиба 50JR22 на 600В

Отличительная черта транзистора 50JR22 – высокая рассеивающая мощность. Для этой версии транзистора она составляет 240 Вт. Предельные показатели напряжения, которые могут быть на входящих-выходящих контактах – 600 вольт.

Разработчики считают, что идеальная температура для измерений и определения качественных характеристик – температура +25С. В таком температурном режиме, предельные показатели пропускаемого тока – 50 ампер. Работать устройство может в пределах температурных показателей не выше +150С и не ниже – 55С.