IGBT được biết đến là một linh kiện bán dẫn có công suất 3 cực giúp cho việc chuyển mạch được nhanh chóng và đem lại hiệu quả cực kỳ tốt cho các thiết bị điện. Thông thường IGBT được ứng dụng nhiều ở bộ khuếch đại chuyển mạch, xử lý bằng phương pháp điều chế độ rộng xung. Vậy bạn có biết có những loại IGBT nào? Hãy cùng theo dõi bài viết sau để hiểu rõ hơn.
1. Top 2 loại IGBT thông dụng
1.1. Punch through IGBT
- Punch through IGBT, loại này thì dễ xảy ra sự cố hơn và đặc biệt nó còn thiếu sự ổn định nhiệt.
- Bề ngoài collector có lớp p+ dày hơn so với Non-Punch through IGBT.
- Dòng điện có hệ số điện trở thấp, chính vì thế mà các hoạt động song song của nó vẫn đòi hỏi người dùng phải cẩn thận và chú ý nhiều.
- Thông thường khi sử dụng Punch through IGBT nó sẽ gặp sự cố nếu như nhiệt độ quá cao. Vì vậy bạn cũng nên chú ý đến điều này.
1.2. Non-Punch through IGBT
- So với loại đầu tiên thì Non-Punch through IGBT ít xảy ra sự cố ngắn mạch hơn, đặc biệt nó còn có nhiệt độ ổn định và cao hơn.
- Bên ngoài collector có lớp p+ tương đối mỏng
- Với dòng điện thì có hệ số nhiệt điện trở cao, chính bởi vậy mà các hoạt động song song với nó cũng dễ dàng hơn nhiều.
- Non-Punch through IGBT có thể hoạt động ở nhiệt độ cao dễ dàng, thuận tiện cho nhiều công việc.
2. Cấu trúc của IGBT bạn nên biết
- IGBT cũng là sự kết hợp hoàn hảo của BJT và MOSFET, vì thế mà nó cũng có cấu trúc gần giống hai loại này.
- Đầu vào của nó xuất hiện cổng Gate giống ở MOSFET, ở đầu ra thì có lớp nối với collector. Điều này đã tạo nên cấu trúc bán dẫn P-n-p giữa Emitter và collector. Chính vì thế mà chúng ta cũng có thể xem IGBT là một linh kiện bán dẫn p-n-p với dòng base được điều khiển từ một MOSFET.
- Chính sự kết hợp hoàn hảo của IGBT mà nó còn được người dùng gọi với nhiều tên gọi khác. Ví dụ như: Insulated Gate Transistor (viết tắt: IGT), Metal Oxide Semiconductor Insulated Gate Transistor (viết tắt: MOSIGT), Gain Modulated Field Effect Transistor (viết tắt: GEMFET), Conductively Modulated Field Effect Transistor (viết tắt: COMFET).
3. Nguyên lý hoạt động của IGBT
- Theo đó thì IGBT có 3 cực được gắn với 3 lớp kim loại khác nhau cùng với lớp kim loại ở cổng vào, được phủ lớp silicon dioxide cách điện. Trong đó, gần lớp collector chính là lớp p+ nó được đặt ở trên lớp n-. Một lớp p khác thì được gần Emitter, bên trong của lớp p đó cũng có lớp p+. Ở phần tiếp giữa của p+ và n- sẽ gọi là J2, giữa n- và p gọi là J1.
- Nếu như bạn muốn hiểu cặn kẽ nguyên lý hoạt động của IGBT thì cần phải xem nguồn điện áp dương VG nối với cổng gate. Một nguồn điện áp dương VCC khác sẽ nối với Emitter và Collector. Bởi vì nguồn điện áp VCC tiếp điểm của J1 phân cực thuận còn với J2 phân cực đối nghịch. Như vậy, ở đặc tính này thì sẽ không xuất hiện bất kỳ một dòng điện nào bên trong IGBT.
- Đầu tiên sẽ không có dòng điện nào chạy qua cổng gate và bây giờ IGBT cũng ở trạng thái là không dẫn điện. Nếu như bạn tăng điện áp qua cổng gate, theo hiệu ứng điện dung trên cùng lớp SiO2, lúc này các icon điện trở âm cũng sẽ tích tụ ở mặt trên. Còn với các icon có điện trở dương ở tích ở bề mặt dưới của lớp SiO2. Chính vì thế mà sẽ làm cho hiện tượng tăng cao của các hạt mang điện tích âm ở lớp p. Đặc biệt, khi điệp áp ở VG càng cao thì hạt mang điện tích âm lại càng tích tụ nhiều. Lúc này cũng sẽ hình thành đường dẫn ở tiếp điểm J2, nó tạo điều kiện cho dòng điện có thể chạy từ collector đến emitter. Khi điện vào VG càng cao thì dòng điện chạy từ collector đến emitter cũng tăng lên nhiều hơn.
4. Ưu, nhược điểm của IGBT là gì?
- Ưu điểm của IGBT:
+ Nó cho phép người dùng có thể chuyển mạch nhanh và cắt dễ dàng hơn
+ IGBT có thể chịu được áp lực lớn từ 600V tới 1.5KV
+ IGBT có tải dòng cực lớn lên đến 1KA
+ Có khả năng sụt áp thấp
- Nhược điểm của IGBT:
Bên cạnh những ưu điểm thì IGBT cũng có một số nhược điểm của nó. Điển hình phải nói đến đó là:
+ Có tần số cao áp thấp, dưới 400V. Nếu như IGBT hoạt động với tần số cao hơn ngưỡng này thì rất dễ bị sụt áp
+ IGBT có giá thành tương đối cao
+ IGBT chỉ dùng cho công suất vừa và nhỏ
Như vậy, có thể thấy IGBT được ứng dụng cho bộ truyền động cơ AC hoặc là động cơ DC, công nghệ inverter, bộ lưu điện UPS,…
Bài viết trên đây bạn đã cùng chúng tôi tìm hiểu xong về top các loại IGBT phổ biến nhất. Rất mong rằng với những chia sẻ này của chúng tôi sẽ giúp ích nhiều cho bạn trong việc lựa chọn sản phẩm.
Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !
Hotline / Zalo: 0903 666 014
Website: https://uniduc.com/vi
-------------////--------------------------------------------////------------
HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.
