Transistor Bipolar de Porta Isolada

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Se for aplicada uma tensão entre a porta e emissor do dispositivo, fazendo a porta possuir uma tensão positiva com relação ao emissor, uma corrente de pequena intensidade e de curta duração circular pela porta de forma a carregar a capacitância que existe entre a porta e a porção semicondutora logo abaixo do terminal de porta. Quando a tensão entre a porta e o emissor atinge um determinado valor limite que depende do dispositivo conhecida como tensão de limiar, simbolizada por Vth, a quantidade de elétrons livres atraídos pelo campo elétrico é tamanha que a região imediatamente abaixo da porta acaba por se transporta do tipo p para tipo n, fenômeno conhecido de inversão. Assim cada camada que teve o processo recebe o nome de camada de inversão conhecida como

Canal.

Essa injeção de lacunas da região de arrastamento cria modulações de condutividade, os elétrons livres e lacunas atingem valores elevados que a região n- geralmente apresenta. A condutividade dá ao IGBT sua baixa tensão de condução entre os terminais de coletor e emissor, IGBT pelo motivo de ser reduzida a resistência da região de arrastamento, isso ocorre pelo fato da condutividade de um material semicondutor ´r proporcional a densidade desse material, onde IGBT drena corrente elevas com poucas perdas de potência.

[pic 3]

Analisando a figura acima percebemos três fatias de semicondutores ao longo do dispositivo, formando uma junção PNP que é a mesma forma de funcionamento bipolar de potência, onde a base é conectada na região central com os terminas conectados do mesmo modo que no TBT, a figura mostra exatamente como opera um MOSFET de potência onde a corrente de dreno é injetada na região de arrastamento, onde corresponde a base do transistor PNP.

[pic 4]

A figura (b) mostra um modelo mais para o circuito equivalente do IGBT que inclui o transistor parasita pela região n+ da fonte do MOSFET, a região do corpo do MOSFET do tipo p e a região de arrastamento tipo n-, Se ocorrer fluir através da resistência e dor elevada o suficiente , vai ocorrer uma queda de tensão que irá polarizar diretamente a junção entre a camada semicondutora e a região n+, onde vai ativar o transistor parasita juntamente com o transistor PNP principal na estrutura do IGBT. Uma vez que o tiristor tenha sido disparado vi ocorrer uma injeção de eletros na região tipo n+ e na região tipo+ no MOSFET, onde faz com que a tensão não flua mais no gate, assim não vai influir mais no dispositivo.

2.1 PRINCIPAIS VANTAGENS DO IGBT

- Ele tem uma queda muito baixa no estado de tensão devido á modulação condutividade e tem densidade de corrente superior pelo estado. Assim tamanho do chip menor é possível, e o suto pode ser reduzido.

- Baixo poder de condução e um circuito de movimentação simples devido á estrutura de portão MOS entrada. É também facilmente controlada quando comparada com o dispositivo de corrente controlada (tiristores, BJT) em alta tensão e aplicações de alta corrente.

- Ampla SOA. Tem a capacidade de condução de corrente superior em comparação com o transistor bipolar. Também tem excelentes para a frete e reversa capacidade de bloqueio.

2.2 AS PRINCIPAIS DESVANTAGENS

- A velocidade de comutação é inferior ao de um MOSFET e superior é de um BJT. A corrente de coletor rejeito devido à transportadora minoria faz com que a velocidade de desvio para ser lento.

- Existe uma possibilidade de lstchup devido à estrutura de tiristor PNPN.

3 APLICAÇÃO E CIRCUITOS

Os dispositivos IGBT’s são usados para:

- Controle no disparo e bloqueio de circuitos;

- No uso de sinais contínuos;

- Quando há necessidade da capacidade de bloqueio unipolar;

- Comutadores em inversores de frequência;

- Inversores em geral.

[pic 5][pic 6]

IGBT para correntes maiores IGBT para menores correntes

4 CONCLUSÃO

Neste estudo podemos comparar as características dos diversos transistores de potência, seu funcionamento, estrutura e suas devidas aplicações específicas.

Com isso, pode-se analisar as características e aplicações dos dispositivos MOSFET’s e IGBT’s e realizar a compreensão de cada um. Não se pode dizer qual é o melhor dispositivo, pois cada um possui as suas vantagens e desvantagens um em relação ao outro, sem contar, que em cada ação diferente, um leva vantagem sobre o