сягається за рахунок використання буферного шару на стороні анода. Буферний шар силових напівпровідників покращує характеристики традиційних елементів за рахунок зниження їх товщини на 30% при тому ж прямому пробивном напрузі. Головна перевага тонких елементів - поліпшення технологічних характеристик при низьких статичних і динамічних втратах. Такий буферний шар в Чотиришарова приладі вимагає усунення анодних закороток, але при цьому зберігається ефективне звільнення електронів під час вимикання. У новому приладі IGCT буферний шар комбінується з прозорим анодним емітером. Прозорий анод - це pn перехід з керованою струмом ефективністю емітера.
Для максимальної завадостійкості та компактності блок управління оточує IGCT, формуючи єдину конструкцію з охолоджувачем, і містить тільки ту частину схеми, яка необхідна для управління безпосередньо IGCT. Як наслідок, зменшено число елементів керуючого блоку, знижені параметри розсіювання тепла, електричних і теплових перевантажень. Тому, також істотно знижена вартість блоку управління і інтенсивність відмов. IGCT, з його інтегрованим керуючим блоком, легко фіксується в модулі і точно з'єднується з джерелом живлення і джерелом керуючого сигналу через оптоволокно. Шляхом простого розмикання пружини, завдяки детально розробленої притискної контактній системі, до IGCT додається правильно розраховане притискне зусилля, що створює електричний і тепловий контакт. Таким чином, досягається максимальне полегшення збірки і найбільша надійність. При роботі IGCT без снаббера, зворотний діод теж повинен працювати без снаббера. Ці вимоги виконує високопотужний діод в притискному корпусі з поліпшеними характеристиками, вироблений з використанням процесу опромінення в поєднанні з класичними процесами. Можливості по забезпеченню di/dt визначаються роботою діода (див. Рис.2.12).
Рис. 2.12. Спрощена схема трифазного інвертора на IGCT
Основний виробник IGCT фірма ABB raquo ;. Параметри тиристорів по напрузі U DRM: 4500 В, 6000 В; по струму ITGQM: 3000 А, 4000 А.
2.2.4 Транзистори IGBT
Біполярний транзистор з ізольованим затвором (IGBT - InsulatedGateBipolarTransistors ) - повністю керований напівпровідниковий прилад, в основі якого тришарова структура. Його включення і виключення здійснюються подачею і зняттям позитивної напруги між затвором і витоком. На рис.2.13 наведено умовне позначення IGBT [6].
Рис. 2.13. Умовне позначення IGBT
Рис. 2.14. Схема з'єднання транзисторів в єдиній структурі IGBT
є продуктом розвитку технології силових транзисторів зі структурою метал-оксид-напівпровідник, керованих електричним полем (MOSFET- Metal-Oxid-Semiconductor-Field-Effect-Transistor ) і поєднують в собі два транзистори в одній напівпровідникової структурі: біполярний (створюючий силовий канал) і польовий (створюючий канал управління). Еквівалентна схема включення двох транзисторів наведена на рис.2.14. Прилад введений в силовий ланцюг висновками біполярного транзистора E (емітер) і C (колектор), а в ланцюг управління - висновком G (затвор).
Схемний розріз структури IGBT показаний на рис.2.15, а. Біполярний транзистор утворений шарами p + (емітер), n (база), p (колектор); польовий - шарами n (витік), n + (стік) і металевою пластиною (затвор). Шари p + і p мають зовнішні висновки, що включаються в силовий ланцюг. Затвор має висновок, що включається в ланцюг управління. На рис. 2.19, б зображена структура IGBT IV покоління, виконаного за технологією утопленого каналу ( trench-gatetechnology ), що дозволяє виключити опір між p-базами і зменшити розміри приладу в кілька разів.
Рис. 2.15. Схемний розріз структури IGBT: а-звичайного (планарного); б-виконаного за trench-gatetechnology
Процес включення IGBT можна розділити на два етапи: після подачі позитивного напруги між затвором і витоком відбувається відкриття польового транзистора (формується n - канал між витоком і стоком). Рух зарядів з області n в область p призводить до відкриття біполярного транзистора і виникненню струму від емітера до колектора. Таким чином, польовий транзистор управляє роботою біполярного.
2.2.5 Польовий транзистор з ізольованим затвором MOSFET
Польовий транзистор з ізольованим затвором - це польовий транзистор, затвор якого електрично ізольований від провідного каналу напівпровідника шаром діелектрика. Завдяки цьому, у транзистора дуже високий вхідний опір (у деяких моделей воно досягає 10 +17 Ом). Принцип роботи цього типу польового транзистора, як польового транзистора з керуючим PN-п...
