Que es un igbt en electronica

Características de conmutación Igbt

Los dispositivos de conmutación de electrónica de potencia más populares y utilizados son el transistor de unión bipolar BJT y el MOSFET. Ya hemos tratado en detalle el funcionamiento del BJT y el funcionamiento del MOSFET y cómo se utilizan en los circuitos. Pero, estos dos componentes tenían algunas limitaciones para ser utilizados en aplicaciones de muy alta corriente. Por lo tanto, nos trasladamos a otro popular dispositivo de conmutación de electrónica de potencia llamado IGBT. Puedes pensar en IGBT como una fusión entre BJT y MOSFET, estos componentes tienen las características de entrada de un BJT y las características de salida de un MOSFET. En este artículo, nos familiarizaremos con los conceptos básicos de los IGBT, cómo funcionan y cómo utilizarlos en sus diseños de circuitos.

IGBT es la abreviatura de Transistor Bipolar de Puerta Aislada. Es un dispositivo semiconductor de conmutación de tres terminales que puede utilizarse para conmutación rápida con alta eficiencia en muchos tipos de dispositivos electrónicos. Estos dispositivos se utilizan sobre todo en amplificadores para conmutar/procesar patrones de onda complejos con modulación de anchura de impulsos (PWM). A continuación se muestra el símbolo típico del IGBT junto con su imagen.

Transistor Igbt

IGBT significa transistor bipolar de puerta aislada. La figura (a) muestra el símbolo de un IGBT. Se trata de un transistor de potencia que combina un MOS de entrada y un transistor bipolar de salida. La figura (b) muestra un ejemplo de la estructura de un IGBT. Se forma una región P en el lado de drenaje del MOSFET. La resistividad de la región de deriva N de alta resistencia disminuye cuando se inyectan huecos desde esta región P en el momento del encendido. Este fenómeno se denomina modulación de la conductividad. Por consiguiente, un IGBT es un transistor de conmutación con una baja tensión de conexión incluso con una alta tensión de ruptura.

Aunque su circuito interno equivalente es complicado, puede simplificarse como un MOSFET de canal N con resistencia de conexión variable y un diodo conectado en serie, tal como se muestra en la figura (c).

El IGBT es un transistor ideal para aplicaciones de alta tensión y corriente. Disponible con una tensión nominal de 400 V a 2000 V y una corriente nominal de 5 A a 1000 A(*1), el IGBT se utiliza ampliamente en aplicaciones industriales como sistemas inversores y sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI), aplicaciones de consumo como aires acondicionados y cocinas de inducción, y aplicaciones de automoción como controladores de motores de vehículos eléctricos (VE).

Igbt 동작원리

Los módulos de potencia IGBT (inversores) son necesarios para convertir la electricidad de una forma a otra para que la electricidad pueda ser utilizada de forma cómoda y segura por muchas de las cosas que usamos en nuestra vida cotidiana; incluyendo: aires acondicionados, frigoríficos, coches eléctricos y mucho más.

Los IGBT se encuentran en: coches eléctricos, trenes con variadores de frecuencia (VFD), frigoríficos de velocidad variable, balastos de lámparas, aires acondicionados, aplicaciones militares y prácticamente cualquier dispositivo electrónico que requiera conmutación de corriente a alta velocidad.

Un módulo de potencia IGBT funciona como un dispositivo electrónico de conmutación que permite conmutar la corriente de CC a CA. Mediante la conmutación alterna, la corriente continua (CC) puede transformarse en corriente alterna (CA) y viceversa.

Imagina que eres una batería de CC y alguien te da un golpecito en el hombro y te pide que produzcas CA en su lugar. ¿Cómo lo harías? Si toda la corriente que produces fluye en una dirección, ¿qué tal si añades un simple interruptor al cable de salida? Si conectas y desconectas la corriente muy rápidamente, obtendrás impulsos de corriente continua. Para producir una corriente alterna adecuada, necesitarías un interruptor que te permitiera invertir la corriente y hacerlo unas 100 veces por segundo. Imagínate a ti mismo como una batería humana intercambiando sus contactos de un lado a otro más de 6000 veces por minuto. Eso son muchas conmutaciones. Por suerte para nosotros, el módulo de potencia IGBT puede encargarse fácilmente de ese trabajo por nosotros. . . .

Transistor bipolar de puerta aislada

El transistor bipolar de puerta aislada (IGBT) es un dispositivo semiconductor con tres terminales que se utiliza principalmente como interruptor electrónico. Se caracteriza por su rápida conmutación y alta eficiencia, lo que lo convierte en un componente necesario en aparatos modernos como balastos de lámparas, coches eléctricos y variadores de frecuencia (VFD).

Su capacidad para encenderse y apagarse rápidamente lo hace aplicable en amplificadores para procesar patrones de onda complejos con modulación por ancho de pulsos. El IGBT combina las características de los MOSFET y los BJT para alcanzar una alta capacidad de corriente y baja tensión de saturación, respectivamente. Integra una puerta aislada mediante FET (transistor de efecto de campo) para obtener una entrada de control.

La amplificación de un IGBT se calcula por la relación entre su señal de salida y su señal de entrada. En los BJT convencionales, el grado de ganancia (β) es igual a la relación entre su corriente de salida y la corriente de entrada.

El IGBT tiene un valor muy bajo de resistencia en estado ON (RON) que un MOSFET. Esto implica que la caída de tensión (I2R) a través del bipolar para una determinada operación de conmutación es muy baja. La acción de bloqueo hacia delante del IGBT es similar a la de un MOSFET.