IGBT

Karena gerbang terisolasinya, IGFET dari semua jenis memiliki penguatan arus yang sangat tinggi:tidak akan ada arus gerbang yang berkelanjutan jika tidak ada rangkaian gerbang kontinu di mana arus dapat terus mengalir. Satu-satunya arus yang kita lihat melalui terminal gerbang IGFET, adalah transien (gelombang singkat) apa pun yang mungkin diperlukan untuk mengisi kapasitansi saluran gerbang dan menggantikan daerah penipisan saat transistor beralih dari status "on" ke " off”, atau sebaliknya.

Penguatan arus yang tinggi ini pada mulanya tampaknya menempatkan teknologi IGFET pada keunggulan yang ditentukan dibandingkan transistor bipolar untuk pengendalian arus yang sangat besar. Jika transistor sambungan dwikutub digunakan untuk mengontrol arus kolektor yang besar, harus ada arus basis substansial yang bersumber atau ditenggelamkan oleh beberapa rangkaian kontrol, sesuai dengan rasio . Untuk memberikan contoh, agar BJT daya dengan 20 untuk mengalirkan arus kolektor 100 Amps, harus ada setidaknya 5 Amps arus basis, sejumlah besar arus itu sendiri untuk sirkuit kontrol diskrit atau terintegrasi miniatur. untuk menangani:

Transistor dengan Sirkuit Kontrol

Akan lebih baik dari sudut pandang sirkuit kontrol untuk memiliki transistor daya dengan gain arus yang tinggi, sehingga arus yang jauh lebih sedikit diperlukan untuk mengontrol arus beban. Tentu saja, kita dapat menggunakan transistor pasangan Darlington untuk meningkatkan penguatan arus, tetapi pengaturan semacam ini masih membutuhkan arus pengontrol yang jauh lebih banyak daripada daya setara IGFET:

Sayangnya, IGFET memiliki masalah dalam mengendalikan arus tinggi mereka sendiri:mereka biasanya menunjukkan penurunan tegangan saluran-ke-sumber yang lebih besar saat jenuh daripada penurunan tegangan kolektor-ke-emitor dari BJT jenuh. Penurunan tegangan yang lebih besar ini sama dengan disipasi daya yang lebih tinggi untuk jumlah arus beban yang sama, membatasi kegunaan IGFET sebagai perangkat berdaya tinggi. Meskipun beberapa desain khusus seperti yang disebut transistor VMOS telah dirancang untuk meminimalkan kerugian bawaan ini, transistor sambungan bipolar masih lebih unggul dalam kemampuannya untuk mengalihkan arus tinggi.

Solusi menarik untuk dilema ini memanfaatkan fitur terbaik IGFET dengan fitur terbaik BJT, dalam satu perangkat yang disebut Transistor Bipolar Gerbang Terisolasi, atau IGBT. Juga dikenal sebagai MOSFET mode Bipolar, Transistor Efek Medan Termodulasi Konduktivitas (COMFET), atau hanya sebagai Transistor Gerbang Terisolasi (IGT), ini setara dengan sepasang IGFET dan BJT Darlington:

Skema Simbol dan Rangkaian Setara

Intinya, IGFET mengontrol arus basis BJT, yang menangani arus beban utama antara kolektor dan emitor. Dengan cara ini, ada keuntungan arus yang sangat tinggi (karena gerbang terisolasi IGFET praktis tidak menarik arus dari sirkuit kontrol), tetapi penurunan tegangan kolektor-ke-emitor selama konduksi penuh serendah BJT biasa.

Kerugian IGBT

Salah satu kelemahan IGBT dibandingkan BJT standar adalah waktu matinya yang lebih lambat. Untuk peralihan cepat dan kapasitas penanganan arus yang tinggi, sulit untuk mengalahkan transistor sambungan bipolar. Waktu mati yang lebih cepat untuk IGBT dapat dicapai dengan perubahan desain tertentu, tetapi hanya dengan mengorbankan penurunan tegangan jenuh yang lebih tinggi antara kolektor dan emitor. Namun, IGBT memberikan alternatif yang baik untuk IGFET dan BJT untuk aplikasi kontrol daya tinggi.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Transistor Bipolar Gerbang Terisolasi