Song song với việc nghiên cứu các đặc tính của chất bán dẫn, cũng có sự cải tiến trong công nghệ sản xuất các thiết bị dựa trên chúng. Dần dần, ngày càng có nhiều nhân tố mới xuất hiện, có đặc điểm hoạt động tốt. Bóng bán dẫn IGBT đầu tiên xuất hiện vào năm 1985 và kết hợp các đặc tính độc đáo của cấu trúc trường và lưỡng cực. Hóa ra, hai loại thiết bị bán dẫn được biết đến vào thời điểm đó có thể “hòa hợp” với nhau. Chính họ đã hình thành nên một cấu trúc trở nên sáng tạo và dần trở nên phổ biến rộng rãi trong giới phát triển mạch điện tử. Bản thân chữ viết tắt IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) đề cập đến việc tạo ra một mạch lai dựa trên các bóng bán dẫn lưỡng cực và hiệu ứng trường. Đồng thời, khả năng làm việc với dòng điện cao trong các mạch công suất của một cấu trúc được kết hợp với điện trở đầu vào cao của cấu trúc khác.
IGBT hiện đại khác với người tiền nhiệm của nó. Thực tế là công nghệ sản xuất của họ đã dần được cải tiến. Kể từ khi xuất hiện phần tử đầu tiên vớicấu trúc, các thông số chính của nó đã thay đổi để tốt hơn:
-
bóng bán dẫn igbt Điện áp chuyển mạch đã tăng từ 1000V lên 4500V. Điều này làm cho nó có thể sử dụng các mô-đun nguồn khi làm việc trong các mạch điện áp cao. Các phần tử và mô-đun rời rạc đã trở nên đáng tin cậy hơn khi làm việc với điện cảm trong mạch nguồn và được bảo vệ tốt hơn khỏi nhiễu xung.
- Dòng chuyển mạch cho các phần tử rời rạc đã tăng lên 600A trong thiết kế rời rạc và lên đến 1800A trong thiết kế mô-đun. Điều này giúp bạn có thể chuyển mạch dòng điện công suất cao và sử dụng bóng bán dẫn IGBT để làm việc với động cơ, máy sưởi, các ứng dụng công nghiệp khác nhau, v.v.
- Giảm điện áp trên trạng thái trực tiếp xuống 1V. Điều này giúp giảm diện tích của bộ tản nhiệt thoát nhiệt và đồng thời giảm nguy cơ hỏng hóc do sự cố nhiệt.
- Tần số chuyển mạch trong các thiết bị hiện đại đạt 75 Hz, cho phép chúng được sử dụng trong các sơ đồ điều khiển truyền động điện sáng tạo. Đặc biệt, chúng được sử dụng thành công trong bộ chuyển đổi tần số. Các thiết bị như vậy được trang bị bộ điều khiển PWM, hoạt động cùng với một mô-đun, phần tử chính trong đó là bóng bán dẫn IGBT. Bộ biến tần đang dần thay thế các sơ đồ điều khiển truyền động điện truyền thống.
-
điều khiển bóng bán dẫn igbt Hiệu suất của thiết bị cũng tăng lên rất nhiều. Các bóng bán dẫn IGBT hiện đại có di / dt=200µs. Điều này đề cập đến thời gian dành chocho phép vô hiệu hóa. So với các mẫu đầu tiên, hiệu suất đã tăng gấp năm lần. Việc tăng thông số này sẽ ảnh hưởng đến tần số chuyển mạch có thể có, điều này rất quan trọng khi làm việc với các thiết bị thực hiện nguyên tắc điều khiển PWM.
Các mạch điện tử điều khiển bóng bán dẫn IGBT cũng được cải tiến. Các yêu cầu chính đặt ra cho họ là đảm bảo thiết bị chuyển mạch an toàn và đáng tin cậy. Họ phải tính đến tất cả các điểm yếu của bóng bán dẫn, đặc biệt là "nỗi sợ" quá áp và tĩnh điện của nó.
