Ремонт&Сервис
 

Новости

О нас

О журнале Р&С

Архив Р&С

номера

разделы

Анонсы Р&C

ПОКУПАЕМ от АдоЯ

Архив АдоЯ

Файловый архив

Приглашаем

Реклама

Подписка

Где купить

Наши партнеры

Поиск Р&С

ТРИЗ

Запчасти

Архив_новости

 

Журнал

Реммаркет

схемы новости электроники

Ремонт аппаратуры (схемы, справочники, документация)

 
Ежемесячный журнал по ремонту и обслуживанию электронной техники

• бытовая техника

• аудиотехника

• техника связи

• телевизионная техника

• оргтехника

• видеотехника

• телефония

• элементная база

 

Архив/Номера/№7–2020

Назад
 
 
 

Юрий Петропавловский

 
 
 

Особенности технологий кристаллов IGBT

Биполярные транзисторы с изолированными затворами (БТИЗ), более известные как IGBT (Isolated-gate Bipolar Transistor), и особенно IGBT-модули широко применяются в самых различных отраслях промышленности, в энергетике, на транспорте, в системах автоматизации зданий и других сферах. В последние годы стоимость IGBT и IGBT-модулей средней мощности стала приемлемой и для производителей бытовой техники, их стали применять в стиральных и посудомоечных машинах, кондиционерах, бытовых насосах и электроинструментах и других бытовых приборах.

IGBT, как никакие другие полупроводниковые приборы, отличаются чрезвычайным многообразием вариантов их исполнений, это касается структур кристаллов приборов, наборов электрических параметров и эксплуатационных характеристик, особенностей схемотехнических решений и областей их применения. В предлагаемой статье рассмотрены структуры кристаллов IGBT разных поколений и производителей, а также особенности технологий их производства, в последующих статьях будут рассмотрены вопросы, касающиеся параметров IGBT и особенностей их применения в различных приложениях.

Как правило, IGBT используются в ключевых режимах и в тех же областях, что и мощные MOSFET — в инверторах источников питания, приводах двигателей, преобразователях напряжения и других силовых приложениях. Однозначно ответить на вопрос, что лучше, IGBT или MOSFT затруднительно, поскольку и те и другие с успехом применяются в приложениях малой и средней мощности. Корректно сравнивать можно конкретные типы приборов сопоставимой мощности.

На практике самыми распространенными приборами в диапазоне токов до 50 А являются все же MOSFET (дискретные, в составе сборок и микросхем), они характеризуются малыми статическими и динамическими потерями, незначительными затратами на управление, малым временем переключения (порядка десятков наносекунд) и работают на частотах до 1 МГц. Современные MOSFET могут работать при напряжении „сток-исток» до 600…1000 В и мощности до 10 кВт. При высоких (от 900 В) напряжениях в основном используются IGBT и IGBT-модули, современные образцы которых способны работать с токами до нескольких сотен и даже тысяч ампер и при напряжениях до 6 кВ и более. Что касается приложений средней мощности (примерно до 5…10 кВт), то для них преимущества IGBT по сравнению c MOSFET не очевидны и могут иметь место далеко не для всех видов приборов. Конкуренцию с MOSFET выдерживают современные приборы последних поколений вполне определенных структур.

Рис. 1. Внешний вид одного из первых IGBT компании Toshiba типа MG25H1BS1

Впервые полупроводниковый прибор, в котором P-N-P-тран­зистор, добавляется МОП-тран­зис­тором был описан в японском патенте S47-21739, поданным еще в 1968 году сотрудниками компании Mitsubishi Electric К. Ямагами и Ю. Акагири. Однако реально работающие приборы были изобретены значительно позже, так как в первых вариантах приборов проявлялся эффект „фиксации» (защелкивания) четырехслойных структур полупроводников, фактически первые приборы при определенных режимах просто „пробивались».

Первый в мире IGBT без „фиксации» (Non Latch IGBT) был коммерциализирован в 1985 году компанией Toshiba, внешний вид одного из первых IGBT Toshiba типа MG25H1BS1 показан на рис. 1.

Полное содержание статьи доступно только в печатном варианте. Вы можете приобрести свежие номера Р&С или оформить подписку в редакции

 
 
 

Свежий номер

№3–2024

Опрос

Обратная связь

 

Издательство СОЛОН-ПРЕСС

 

RB2 Network.
 
Rambler's Top100

© Издательство «Ремонт и Сервис 21», 1998-2007. Все права защищены.
Воспроизведение материалов сайта, журналов «Ремонт & Сервис», «Покупаем от А до Я» и справочника «Ремонт и сервис электронной техники» в любом виде, полностью или частично, допускается только с письменного разрешения издательства «Ремонт и Сервис 21».

 
RB2 Network.