IGBT

절연된 게이트로 인해 모든 유형의 IGFET는 매우 높은 전류 이득을 갖습니다. 전류가 지속적으로 흐를 수 있는 연속 게이트 회로가 없으면 지속적인 게이트 전류가 있을 수 없습니다. IGFET의 게이트 단자를 통해 볼 수 있는 유일한 전류는 트랜지스터가 "켜짐" 상태에서 "켜짐" 상태에서 "" 꺼짐" 상태 또는 그 반대입니다.

이 높은 전류 이득은 처음에는 IGFET 기술을 매우 큰 전류 제어를 위한 바이폴라 트랜지스터보다 결정적인 이점으로 두는 것처럼 보입니다. 바이폴라 접합 트랜지스터가 큰 컬렉터 전류를 제어하는 ​​데 사용되는 경우 β 비율에 따라 일부 제어 회로에 의해 소싱되거나 가라앉는 상당한 기본 전류가 있어야 합니다. 예를 들어, β가 20인 전력 BJT가 100A의 컬렉터 전류를 전도하려면 최소 5A의 기본 전류가 있어야 하며, 소형 개별 또는 집적 제어 회로 자체에 상당한 양의 전류가 있어야 합니다. 처리:

제어 회로가 있는 트랜지스터

제어 회로의 관점에서 볼 때 부하 전류 제어에 훨씬 적은 전류가 필요하도록 높은 전류 이득을 갖는 전력 트랜지스터를 갖는 것이 좋을 것입니다. 물론 Darlington 쌍 트랜지스터를 사용하여 전류 이득을 높일 수 있지만 이러한 종류의 배열에는 등가 전력 IGFET보다 훨씬 더 많은 제어 전류가 필요합니다.

그러나 불행하게도 IGFET는 자체적으로 고전류를 제어하는 ​​문제가 있습니다. 일반적으로 포화된 BJT의 컬렉터-이미터 전압 강하보다 포화 상태에서 더 큰 드레인-소스 전압 강하를 나타냅니다. 이 더 큰 전압 강하는 동일한 양의 부하 전류에 대해 더 높은 전력 손실과 동일하며 고전력 장치로서 IGFET의 유용성을 제한합니다. 소위 VMOS 트랜지스터와 같은 일부 특수 설계는 이러한 고유한 단점을 최소화하도록 설계되었지만 바이폴라 접합 트랜지스터는 여전히 고전류를 전환하는 능력이 우수합니다.

이 딜레마에 대한 흥미로운 솔루션은 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT)라는 하나의 장치에서 BJT의 최상의 기능과 함께 IGFET의 최고의 기능을 활용합니다. Bipolar-mode MOSFET, Conductivity-Modulated Field-Effect Transistor(COMFET) 또는 단순히 IGT(절연 게이트 트랜지스터)라고도 하며 Darlington의 IGFET 및 BJT 쌍에 해당합니다.

도식 기호 및 등가 회로

본질적으로 IGFET는 컬렉터와 에미터 사이의 주 부하 전류를 처리하는 BJT의 베이스 전류를 제어합니다. 이렇게 하면 매우 높은 전류 이득이 발생하지만(IGFET의 절연 게이트가 제어 회로에서 실질적으로 전류를 끌어오지 않기 때문에), 전체 전도 동안 컬렉터-에미터 전압 강하는 일반 BJT만큼 낮습니다.

IGBT의 단점

표준 BJT에 비해 IGBT의 한 가지 단점은 더 느린 종료 시간입니다. 빠른 스위칭과 높은 전류 처리 용량의 경우 바이폴라 접합 트랜지스터를 능가하기 어렵습니다. IGBT의 더 빠른 턴오프 시간은 특정 설계 변경을 통해 달성할 수 있지만 컬렉터와 이미터 사이의 포화 전압 강하가 높아야 합니다. 그러나 IGBT는 고전력 제어 애플리케이션을 위해 IGFET 및 BJT에 대한 좋은 대안을 제공합니다.

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