IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು
ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾದ ಗೇಟ್ ಹೊಂದಿರುವ ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಕಾಣಿಸಿಕೊಂಡ ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಸಕ್ರಿಯ ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ. ಇದರ ಇನ್ಪುಟ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಫೀಲ್ಡ್ ಎಫೆಕ್ಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಇನ್ಪುಟ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಹೋಲುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅದರ ಔಟ್ಪುಟ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಬೈಪೋಲಾರ್ನ ಔಟ್ಪುಟ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಗೆ ಹೋಲುತ್ತವೆ.
ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ, ಈ ಸಾಧನವನ್ನು IGBT (ಇನ್ಸುಲೇಟೆಡ್ ಗೇಟ್ ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ... ವೇಗದ ವಿಷಯದಲ್ಲಿ, ಇದು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಉತ್ತಮವಾಗಿದೆ ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು... ಹೆಚ್ಚಾಗಿ, IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಪವರ್ ಸ್ವಿಚ್ಗಳಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ಟರ್ನ್-ಆನ್ ಸಮಯ 0.2 - 0.4 μs, ಮತ್ತು ಟರ್ನ್-ಆಫ್ ಸಮಯ 0.2 - 1.5 μs, ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳು 3.5 kV ತಲುಪುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪ್ರವಾಹಗಳು 1200 A ಆಗಿರುತ್ತವೆ. .
IGBT-T ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಪರಿವರ್ತನಾ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ಗಳಿಂದ ಥೈರಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಗುಣಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಉತ್ತಮ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಪಲ್ಸ್ ಸೆಕೆಂಡರಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಸರಬರಾಜುಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. IGBT-T ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ಮೋಟಾರ್ಗಳನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸಲು ಇನ್ವರ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, 1 kV ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳು ಮತ್ತು ನೂರಾರು ಆಂಪಿಯರ್ಗಳ ಪ್ರವಾಹಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ನಿರಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ.ಸ್ವಲ್ಪ ಮಟ್ಟಿಗೆ, ನೂರಾರು ಆಂಪಿಯರ್ಗಳ ಪ್ರವಾಹದಲ್ಲಿ ಆನ್ ಸ್ಟೇಟ್ನಲ್ಲಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನಾದ್ಯಂತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ 1.5 - 3.5 ವಿ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ.
IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ (Fig. 1) ರಚನೆಯಿಂದ ನೋಡಬಹುದಾದಂತೆ, ಇದು ಒಂದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಸಾಧನವಾಗಿದ್ದು, ಇದರಲ್ಲಿ pn-p ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಅನ್ನು n-ಚಾನೆಲ್ MOS ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ.
IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಸಂಗ್ರಾಹಕ (Fig. 2, a) VT4 ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಹೊರಸೂಸುವವನು. ಗೇಟ್ಗೆ ಧನಾತ್ಮಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ VT1 ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾನೆಲ್ ಅನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಅದರ ಮೂಲಕ, IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆ (VT4 ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಸಂಗ್ರಾಹಕ) VT4 ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಬೇಸ್ಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದೆ.
ಇದು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಅನ್ಲಾಕ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಸಂಗ್ರಾಹಕ ಮತ್ತು ಅದರ ಹೊರಸೂಸುವವರ ನಡುವಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ VT4 ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಹೊರಸೂಸುವ ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ಗೆ ಸಮಾನವಾಗಿರುತ್ತದೆ, VT1 ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನಾದ್ಯಂತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ Usi ನೊಂದಿಗೆ ಸಾರಾಂಶವಾಗುತ್ತದೆ.
ಹೆಚ್ಚುತ್ತಿರುವ ತಾಪಮಾನದೊಂದಿಗೆ p — n ಜಂಕ್ಷನ್ನಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಎಂಬ ಅಂಶದಿಂದಾಗಿ, ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಪ್ರಸ್ತುತ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ಅನ್ಲಾಕ್ ಮಾಡಲಾದ IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ ನಕಾರಾತ್ಮಕ ತಾಪಮಾನ ಗುಣಾಂಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರವಾಹದಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, IGBT ಯಾದ್ಯಂತ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ ಡಯೋಡ್ (VT4 ಎಮಿಟರ್) ನ ಥ್ರೆಶೋಲ್ಡ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಿಂತ ಕೆಳಗೆ ಬೀಳುವುದಿಲ್ಲ.
ಅಕ್ಕಿ. 2. IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಸಮಾನ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ (a) ಮತ್ತು ಸ್ಥಳೀಯ (b) ಮತ್ತು ವಿದೇಶಿ (c) ಸಾಹಿತ್ಯದಲ್ಲಿ ಅದರ ಚಿಹ್ನೆ
IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಲಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಚಾನಲ್ ಪ್ರವಾಹವು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು VT4 ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಮೂಲ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನಲ್ಲಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ.
ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ VT1 ಅನ್ನು ಲಾಕ್ ಮಾಡಿದಾಗ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ VT4 ನ ಪ್ರವಾಹವು ಚಿಕ್ಕದಾಗುತ್ತದೆ, ಅದು ಲಾಕ್ ಆಗಿರುವುದನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಹಿಮಪಾತದ ಸ್ಥಗಿತ ಸಂಭವಿಸಿದಾಗ ಥೈರಿಸ್ಟರ್-ವಿಶಿಷ್ಟ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ನಿಷ್ಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸಲು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪದರಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗಿದೆ. ಬಫರ್ ಲೇಯರ್ n + ಮತ್ತು ವೈಡ್ ಬೇಸ್ ಪ್ರದೇಶ n– p — n — p ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಪ್ರಸ್ತುತ ಲಾಭದಲ್ಲಿ ಕಡಿತವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಚಾರ್ಜ್ ಕ್ಯಾರಿಯರ್ಗಳ ಚಲನಶೀಲತೆ, p — n — p ಮತ್ತು n — p — n ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತ ವರ್ಗಾವಣೆ ಗುಣಾಂಕಗಳು ರಚನೆಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳು, ಪ್ರತಿರೋಧಗಳಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆಗಳು ಇರುವುದರಿಂದ ಸ್ವಿಚ್ ಆನ್ ಮತ್ತು ಆಫ್ ಮಾಡುವ ಸಾಮಾನ್ಯ ಚಿತ್ರವು ತುಂಬಾ ಸಂಕೀರ್ಣವಾಗಿದೆ. ಪ್ರದೇಶಗಳು, ಇತ್ಯಾದಿ. ತಾತ್ವಿಕವಾಗಿ IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳನ್ನು ಲೀನಿಯರ್ ಮೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಅವುಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಕೀ ಮೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಸ್ವಿಚ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಅಂಜೂರದಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವ ವಕ್ರಾಕೃತಿಗಳಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲಾಗಿದೆ.
ಅಕ್ಕಿ. 3. IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಡ್ರಾಪ್ Uke ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ Ic ನಲ್ಲಿ ಬದಲಾವಣೆ
ಅಕ್ಕಿ. 4. IGBT ಪ್ರಕಾರದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಸಮಾನ ರೇಖಾಚಿತ್ರ (a) ಮತ್ತು ಅದರ ಪ್ರಸ್ತುತ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು (b)
ಹೆಚ್ಚಿನ IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳಿಗೆ, ಟರ್ನ್-ಆನ್ ಮತ್ತು ಟರ್ನ್-ಆಫ್ ಸಮಯಗಳು 0.5 — 1.0 μs ಅನ್ನು ಮೀರುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ಅಧ್ಯಯನಗಳು ತೋರಿಸಿವೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಬಾಹ್ಯ ಘಟಕಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು, ಡಯೋಡ್ಗಳನ್ನು IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಪರಿಚಯಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಹಲವಾರು ಘಟಕಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ (Fig. 5, a - d).
ಅಕ್ಕಿ. 5. IGBT-ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ಗಳ ಚಿಹ್ನೆಗಳು: a - MTKID; b - MTKI; ಸಿ - M2TKI; d - MDTKI
IGBT ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳ ಚಿಹ್ನೆಗಳು ಸೇರಿವೆ: ಅಕ್ಷರ M — ಸಂಭಾವ್ಯ-ಮುಕ್ತ ಮಾಡ್ಯೂಲ್ (ಬೇಸ್ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿದೆ); 2 - ಕೀಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ; ಅಕ್ಷರಗಳು TCI - ಇನ್ಸುಲೇಟೆಡ್ ಕವರ್ನೊಂದಿಗೆ ಬೈಪೋಲಾರ್; DTKI - ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಗೇಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಡಯೋಡ್ / ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್; TCID — ಬೈಪೋಲಾರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ / ಐಸೊಲೇಟೆಡ್ ಗೇಟ್ ಡಯೋಡ್; ಸಂಖ್ಯೆಗಳು: 25, 35, 50, 75, 80, 110, 150 - ಗರಿಷ್ಠ ಪ್ರಸ್ತುತ; ಸಂಖ್ಯೆಗಳು: 1, 2, 5, 6, 10, 12 - ಸಂಗ್ರಾಹಕ ಮತ್ತು ಹೊರಸೂಸುವ ಯುಕೆ (* 100 ವಿ) ನಡುವಿನ ಗರಿಷ್ಠ ವೋಲ್ಟೇಜ್. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, MTKID-75-17 ಮಾಡ್ಯೂಲ್ UKE = 1700 V, I = 2 * 75A, UKEotk = 3.5 V, PKmax = 625 W.
ತಾಂತ್ರಿಕ ವಿಜ್ಞಾನಗಳ ಡಾಕ್ಟರ್, ಪ್ರೊಫೆಸರ್ L.A. ಪೊಟಾಪೋವ್