Isoleeritud värava bipolaarse transistori disaini kontseptsioon

Isoleeritud väravaga bipolaarse transistori (IGBT) disainikontseptsioon keskendub võimsus-MOSFET-ide ja bipolaarsete ristmiktransistoride (BJT/GTR) eeliste integreerimisele, et ületada ühe seadme piirangud kõrge{0}}pinge ja kõrge vooluga{1}}rakendustes.

 

Disaini põhikontseptsioon

Komposiit struktuur, täiendavad tugevad ja nõrgad küljed
IGBT ühendab MOSFETide kõrge sisendtakistuse, pinge{0}}põhise töö ja kiire lülitusomadused BJT-de madala juhtivuse pingelangu ja suure voolutiheduse omadustega, moodustades hübriidseadme "pingejuhtimine + bipolaarne juhtivus".

 

Juhtivusmodulatsiooni rakendamine juhtivuse kadude vähendamiseks
Sisestades vähemuskandjaid (auke) N⁻ triivipiirkonda, vähendab juhtivuse modulatsiooni efekt märkimisväärselt -olekutakistust, võimaldades IGBT-l säilitada madalat küllastuspinget (Vce(sat)) isegi kõrge pinge korral, mis on palju parem kui sama pingereitinguga MOSFET-id.

 

Vertikaalne nelja{0}}kihiline struktuur (P⁺/N⁻/P/N⁺) optimeerib pingetaluvust ja voolutugevust
Kasutades vertikaalset juhtivusstruktuuri, kannab paks ja kergelt legeeritud N⁻ triivipiirkond kõrgepingeblokeeringut, samas kui P⁺ kollektor süstib tõhusalt auke, tasakaalustades kõrgepinge taluvust ja suurt voolu kandevõimet.

 

MOS-värava isolatsioonikontroll lihtsustab juhtimisahelat
Värav juhib kanali moodustumist läbi SiO₂ isolatsioonikihi ja seda saab juhtida ainult paisu pingega, mis nõuab minimaalset ajamivõimsust ja välistab vajaduse pideva baasvoolu järele nagu BJT.

 

Toetab kõrget lülitussagedust ja suurt võimsustihedust
Võrreldes türistorite või GTO-dega on IGBT-del kiirem lülituskiirus (kuni saja kHz vahemikku) ning tänu tehnoloogilistele edusammudele (nt seitsmenda{0}}põlvkonna mikro-kraavi- ja väli-peatusstruktuurid) kasvab võimsustihedus jätkuvalt, muutes need sobivaks kõrge{3}{3}{{4}-, näiteks suure energiatõhususega sõidukite jaoks. fotogalvaanilised inverterid ja tööstuslikud muutuva sagedusega ajamid.