игбт транзисторы, особенности

В составе современного силового оборудования широчайшее распространение получили биполярные полупроводники с изолированным затвором. У нас этот тип транзисторов именуется аббревиатурой БТИЗ, а за рубежом они получили название ИГБТ (IGBT). Биполярный транзистор с изолированным затвором – это мощное силовое устройство, которое чаще всего используется в роли электронного ключа в составе импульсных источников питания, сварочных инверторов, аппаратуры управления приводами мощных электромоторов.

Конструктивно ИГБТ представляет собой сложный гибрид биполярного и полевого транзистора, унаследовавший достоинства и того, и другого:

• полевой полупроводник обеспечивает канал управления;
• биполярный транзистор образует силовой канал;
• каскад из двух транзисторов разного типа позволяет получить большое выходное напряжение при минимальных потерях на управление.

Чтобы улучшить технические характеристики, ИГБТ, биполярные и полевые полупроводники включают по схеме Дарлингтона. Пример такого прибора – транзистор bdw93c (пара биполярных NPN-транзисторов с двумя резисторами и диодом в едином корпусе). 

Если у БТИЗ каскадное включение открывает возможность простого управления с минимальными затратами при высокой мощности, то у полупроводников Дарлингтона каскад даёт возможность получить колоссальный коэффициент усиления. Составные полупроводниковые приборы также выпускаются в одном стандартном корпусе.

Приведём технические характеристики.

Недорого купить транзистор bdw93c производства фирмы STMicroelectronics можно в любом солидном интернет-магазине электронных компонентов. При покупке партии от 15 единиц предоставляется существенная скидка.

Биполярные транзисторы

Одним из самых распространённых видов полупроводниковых приборов является биполярный транзистор, в структуре которого перенос электрического заряда производится положительными дырками и отрицательно заряженными частицами. 

Использование:

1. Усилитель сигнала.
2. Генерация колебаний.
3. Коммутация.

Конструктивно полупроводник состоит из трёх слоёв с разным типом примесной проводимости. Порядок чередования этих слоёв обуславливает тип прибора: NPN или PNP. Каждый из слоёв подключён к своему выводу – базе, эмиттеру и коллектору.

В середине прошлого века полупроводники производили из германия. Позже, когда проявились недостатки, присущие этому материалу, акцент был сделан на монокристаллическом кремнии и арсениде галлия. Носители в этих элементах обладают высочайшей подвижностью, чем обеспечивается максимальное быстродействие в составе логических схем и усилительных устройств.

Один из ярких представителей приборов данного типа – транзистор d965. Технические характеристики представлены на рисунке ниже.

Поставляется в стандартном корпусе ТО-92 с тремя выводами для маломощных устройств. В прежние времена этот корпус был известен как КТ-26. Кристалл расположен между двумя пластиковыми половинками, одна из которых имеет плоскую часть для нанесения маркировки. 

Распиновка выводов слева направо, если смотреть с плоской стороны: эмиттер-коллектор-база.

Подбор аналогов

Если возникла необходимость поиска замены неисправному полупроводнику, всегда лучше найти и купить оригинал, поскольку иные характеристики аналога могут оказать негативное влияние на работу всей схемы и даже вывести её из строя. В качестве возможной замены могут рассматриваться электронные компоненты следующих наименований: D965, D965‑R, D965‑T, GST2SD965. Все эти изделия поставляются в корпусах ТО-92 и имеют близкие с транзистором br d965 технические характеристики.

Что лучше – МОП или IGBT

Сегодня все фирмы-производители, выпускающие инверторную аппаратуру, используют для их создания ИГБТ и МОП-транзисторы. Для сравнения: чтобы изготовить стандартный инвертор, требуется использовать два-четыре ИГБТ, а МОП – десять-двенадцать штук, поскольку высокие токи они через себя пропускать не могут. 

Учитывая, что под высокой нагрузкой силовые полупроводники выделяют много тепла, все они монтируются на достаточно крупные радиаторы, занимающие немало места на плате. Соответственно, при использовании IGBT на плате будет присутствовать до 4-х алюминиевых радиаторов, а MOSFET потребуют до 12 крупных радиаторов, недопустимо увеличивающих общий вес устройства и габаритные размеры. В этом случае МОП однозначно проигрывает. Кроме того, схемы на МОП-транзисторах приходится разносить на 3 разных платы, в то время как инверторы на IGBT всегда идут на одной плате. Ещё один важный недостаток MOSFET – каскадный выход из строя цепочки электронных элементов в случае неисправности одного из них.