Isoleeritud paisuga bipolaartransistor

Allikas: Vikipeedia
Isoleeritud paisuga bipolaartransistori tingmärk.
3300V 1200A Mitsubishi IGBT

Isoleeritud paisuga bipolaartransistor (inglise keeles Insulated-gate bipolar transistor, IGBT) on jõuelektroonika pooljuhtseadis, mida kasutatakse kiiretoimelistes, suurevoolulistes ja suhtelistelt kõrge pingega ahelates lülititena.

IGBT kombineerib kõrge voolutaluvuse ja madala pingelangu, mis on iseloomulikud bipolaartransistorile, ning väikeste energiakadudega pingega tüürimise, mis on iseloomulik väljatransistorile. IGBT-transistore toodetakse tänapäeval vooludele kuni 800 A ja pingetele kuni 1,8 kV[1]. Spetsiaalseid kõrgepingelised HV-IGBT'd taluvad pinge hetkeväärtusi kuni 6,5 kV. Lühise suhtes on IGBT vähem tundlik kui bipolaartransistor[1]. Ta on väga kiire jõupooljuht, sest viivitused avamisel ja sulgemisel on väikesed[1]. Tema maksimaalne lülitussagedus on 50 kHz[1].

IGBT-de põhilised rakendused on autonoomsed vaheldid, resonantsvaheldid ja alalispingemuundurid[1]. Neid kasutatakse näiteks elektriautodes ja hübriidautodes vahelduvvoolumootori jaoks loodud juhtimisskeemides, samuti trammide ja trollibusside veomuundurites[2]. Pingetel üle 600 V ja sagedustel kuni 20 kHz on IGBT-transistorid tänapäeval jõu-väljatransistorid (MOSFET) peaaegu kõikjalt välja tõrjunud[1].

Tüürahelad[muuda | redigeeri lähteteksti]

IGBT'de tüür- ehk juhtahelaid annavad jõutransistori kiireks lülitamiseks selle paisule (gate) vajaliku elektrilaengu ja kontrollivad jõutransistori lülitusprotsessi. Tüürahelaid valmistatakse üksikute jõutransistoride, vastastaktlülituste või sildlülituste jaoks. Vastastakt- ja sildlülituste jaoks on mõnedesse tüürahelasse integreeritud lülitusviivitust (dead-time) tekitavad loogikalülitused. Tüürahelal võivad olla ka funktsioonid lühikeste häireimpulsside eemaldamiseks juhtsignaalidest.

Tüürahelatesse on sisseehitatud järgmised kaitsefunktsioonid:

  • Kollektor-emitter pinge jälgimine lülitusprotsessi ajal
  • Tüürahela omatoite jälgimine

Jõumoodulid[muuda | redigeeri lähteteksti]

Toodetakse valmis jõumooduleid milles on IGBT transistor ja tüürahel koos. Suuramate voolude korral kasutatakse IGBT'de rööplülitusi. Sel juhul kasutatakse spetsiaalset tüürahelat mis jälgib rööplülituses jõutransistorite voolusid. Liiga suure voolude erinevuse korral rakenduvad kaitsefunktsioonid. Jõumoodulitesse võivad olla "sisse ehitatud" ka ahelad pinge, voolu ja temperatuuride mõõtmiseks. Jõumoodulid ühendatakse juhtimissüsteemiga kas elektrijuhtmete või kiudoptiliste liideste abil. Kõrgematel pingetel kasutatakse valdavalt kiudoptilisi ühendusi.

Vaata ka[muuda | redigeeri lähteteksti]

Viited[muuda | redigeeri lähteteksti]