Әл-Фараби атындағы Қазақ

Жеке IGBT және олардың негізінде қуат жинақтары (Модульдер) шығарылады, мысалы, үш фазалы ток тізбектерін басқару үшін.

Суреттен коллектордың шығысы бекітілген металл негізде 𝑝 + субстраты орналасқанын көруге болады, оның үстінде екі n қабаты орналасқан. Бұл қабаттар қуатты биполярлы транзистордың r–n–r құрылымын күшейтеді. Субстратқа ең жақын слой +қабаты n-p-n-p төрт қабатты құрылымның өздігінен ашылу ықтималдығын азайту үшін қажет. 𝑝 + субстраты биполярлы р–n–р-транзистордың эмитенті рөлін атқарады, 𝑛 − - қабат аймағы оның негізі болып табылады, ал IGBT эмитентінің шығысы қосылған R-типті аймақ, оның коллекторы. 𝑛 -- Қабатының үстінде p-қақпасы поликристалды кремнийден жасалған және SiO2 оксиді қабатымен эмитенттік аймақтың жартылай өткізгішінен оқшауланған MOSFET басқару арнасының функциясын орындайтын аймақ. Бұл арна аймағында Mos транзисторының ағыны ретінде әрекет ететін 𝑛 +аймақтары орналасқан және оның көзі 𝑛 -- аймағы болып табылады. MOSFET құрылымының қақпасы IGBT қақпасының терминалына қосылған. Эмитентке (анодқа) оң потенциал қолданылған кезде, P1 ауысуы Алға, ал P2 кері бағыттамещысады. Қақпада нөлдік потенциал болған кезде арна жоқ және MOSFET жабық. Бұл жағдайда биполярлық транзистор базасы өшірілген режимде жұмыс істейді және жабық күйде болады. Бұл режимдегі құрылым айтарлықтай кернеулерге төтеп бере алады (P2 түйіспесінің бұзылу кернеуінен аспайды). Қақпаға 5-7 В шегінен асатын оң кернеу берілгенде, MOSFET-те өткізгіш арна пайда болады және ол ашылады. 83 𝑛 + көзі аймағынан электрондар 𝑝 + аймағынан өтіп, 𝑛 - (ағын) базалық аймағына түседі. Бұл аймақ бір мезгілде биполярлы транзистордың p–n–p негізі болғандықтан, ондағы электрондар концентрациясының жоғарылауы P1 өту потенциалының төмендеуіне әкеледі. Төменгі ток + аймағынан тесіктердің инъекциясы күшейеді, бұл Эмитент-коллектор тізбегіндегі токтың өсуіне әкеледі. Бұл жағдайда базаның кедергісі төмендейді, бұл IGBT-де кернеудің төмендеуіне әкеледі. Қақпадағы кернеуді алып тастағанда, Mos-транзистор құрылымындағы арна жоғалады, 𝑛 -- қабатында рекомбинацияға байланысты заряд тасымалдаушылардың концентрациясы төмендейді. Рекомбинация аяқталғаннан кейін IGBT кесу (жабу) күйіне өтеді. Қазіргі уақытта IGBT транзисторлары, әдетте, бір жақты қысыммен және салқындатумен ("Mitsubishi", "Siemens", "Semikron" және т.б.) және екі жақты салқындатумен ("Toshiba Semiconductor Group") таблеткадан жасалған тікбұрышты корпустарда модульдер түрінде шығарылады. Бір жақты салқындатылған Модульдер дәнекерленген түйреуіштері мен оқшауланған негізі бар берік пластикалық корпусқа орналастырылған. Корпустар үшін жақсы оқшаулауды және жылуды таратуды қамтамасыз ететін композициялық материалдар қолданылады. Барлық электр контактілері корпустың жоғарғы жағында орналасқан. Жылуды бөлу негіз арқылы жүзеге асырылады. Тікбұрышты корпустағы модульдің типтік дизайны суретте көрсетілген.

IGBT басқару тогы аз, сондықтан басқару тізбегі (драйвер) құрылымдық жағынанактам. Драйвер тізбектерін қуат кілтіне жақын орналастырған жөн. IGBT модульдерінде драйверлер олардың құрылымына тікелей кіреді. Драйверлерден басқа қорғаныс құрылғылары, диагностика, бір чипті компьютерлер бар "ақылды" Модульдер шығарылады. Модульдерде екі IGBT, сондай-ақ кері бағытта қосылған айналмалы диод болуы мүмкін.