IGBT là gì – Hiểu rõ IGBT trong 5 phút?

IGBT là gì - Hiểu rõ IGBT trong 5 phút

IGBT là gì ?” Có lẽ đây là câu hỏi mà chúng tớ nhận được khá nhiều trong thời gian vừa qua. Trong bài viết này, chúng ta sẽ làm quen với những kiến thức cơ bản về IGBT , cách chúng hoạt động và cách sử dụng chúng trong các thiết kế mạch của bạn. 

Các bóng bán dẫn nổi bật nhất hiện nay gồm có Transistor BJTMOSFET, tuy vậy chúng vẫn có những ưu, nhược điểm riêng. IGBT ra đời là sự kết tinh ưu điểm của BJT và MOSFET cộng lại. Bạn có thể coi IGBT là sự hợp nhất giữa BJT và MOSFET, các thành phần này có đặc tính đầu vào của BJT và đặc tính đầu ra của MOSFET. Nào hãy cùng đi tìm hiểu nhé. Let’s go!!!

IGBT là gì?

IGBT viết tắt của từ Insulated Gate Bipolar Transistor . Hiểu đơn giản nó là một loại Transistor lưỡng cực có cực cổng (G) cách ly. Nó là một thiết bị chuyển mạch bán dẫn ba cực thể được sử dụng để chuyển mạch nhanh với hiệu quả cao trong nhiều loại thiết bị điện tử. Ký hiệu của IGBT và hình ảnh thực tế của nó được hiển thị bên dưới.

Ký hiệu và hình ảnh thực của IGBT
Ký hiệu và hình ảnh thực của IGBT 

Như đã đề cập trước đó, IGBT là sự kết hợp giữa BJT và MOSFET. Biểu tượng của IGBT cũng tương tự, như bạn có thể thấy phía đầu vào đại diện cho MOSFET với cực cổng (G) và phía đầu ra đại diện cho BJT với cực góp (C) và cực phát (E). 

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của IGBT

Về cấu trúc, IGBT rất giống với MOSFET, điểm khác nhau là có thêm lớp nối với Collector tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa emiter (tương tự cực gốc) với collector (tương tự với cực máng), mà không phải là n-n như ở MOSFET. Vì thế có thể coi IGBT tương đương với một transistor p-n-p với dòng cực B được điều khiển bởi một MOSFET. IGBT kết hợp điện áp bão hòa thấp của bóng bán dẫn với trở kháng đầu vào cao và tốc độ chuyển mạch của MOSFET. Kết quả thu được từ sự kết hợp này mang lại các đặc tính chuyển mạch và việc dẫn dòng đầu ra của bóng bán dẫn lưỡng cực, nhưng điện áp được điều khiển giống như MOSFET.

IGBT là gì - Hiểu rõ IGBT trong 5 phút
Sơ đồ tương đương của IGBT 

Cấu tạo bên trong IGBT

IGBT là gì – IGBT là linh kiện có ba cực được gắn vào ba lớp kim loại khác nhau, lớp kim loại của cực cổng (G) được cách điện với các chất bán dẫn bằng một lớp silicon dioxide (SIO2).  IGBT được cấu tạo với 4 lớp bán dẫn kẹp vào nhau. Lớp gần cực C là lớp p + chất nền ở trên là lớp n- , một lớp p khác được giữ gần cực E hơn và bên trong lớp p, chúng ta có các lớp n + . Phần tiếp giáp giữa lớp p + và lớp n được gọi là phần tiếp giáp J2 và phần tiếp giáp giữa lớp n và lớp p được gọi là phần tiếp giáp J1. Các cấu trúc của IGBT được thể hiện trong hình bên dưới.

cấu tạo IGBT
Hình ảnh mô tả ấu tạo IGBT 

Nguyên lý hoạt động của IGBT là gì?

Ban đầu, coi như không có điện áp đặt vào chân G , ở giai đoạn này IGBT sẽ ở trạng thái không dẫn điện. Bây giờ nếu chúng ta tăng điện áp đặt vào chân G, do hiệu ứng điện dung trên lớp SiO2, các ion âm sẽ được tích lũy ở phía trên của lớp và các ion dương sẽ được tích lũy ở phía dưới của lớp SiO2. Điều này sẽ gây ra sự chèn các hạt mang điện tích âm trong vùng p, điện áp đặt vào VG càng cao thì sự chèn các hạt mang điện tích âm càng lớn. Điều này sẽ dẫn đến sự hình thành kênh giữa điểm nối J2 cho phép dòng điện từ cực C tới cực E. Tóm cái đuôi lại là nguyên lý hoạt động của IGBT như sau:

Khi có điện áp UGE > 0, kênh dẫn hình thành những hạt mang điện (tương tự như MOSFET). Các hạt mang điện di chuyển từ cực E về cực C vượt qua lớp tiếp giáp N-P để tạo thành dòng Colector (ICE).

Các loại IGBT hiện nay

IGBT được phân loại thành hai loại dựa trên lớp đệm n +, các IGBT đang có lớp đệm n + được gọi là Punch qua IGBT (PT-IGBT) , các IGBT không có lớp đệm n + được gọi là Non- Punch Through- IGBT (NPT- IGBT).

phân loại IGBT
Phân loại IGBT hiện nay 

Dựa trên đặc điểm của chúng, NPT-IGBT và PT-IGBT được đặt tên là IGBT đối xứng và không đối xứng. Các IGBTs đối xứng là những người có mong bình đẳng và điện áp cố ngược lại. Các IGBTs không đối xứng là những người có một điện áp cố ngược lại ít hơn so với điện áp sự cố về phía trước. IGBT đối xứng chủ yếu được sử dụng trong mạch AC, trong khi IGBT không đối xứng chủ yếu được sử dụng trong mạch DC vì chúng không cần hỗ trợ điện áp theo chiều ngược lại.

Các ứng dụng của IGBT là gì?

IGBT được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau như truyền động động cơ AC và DC, Nguồn điện không điều chỉnh (UPS), Nguồn cung cấp chế độ chuyển đổi (SMPS), điều khiển động cơ kéo và sưởi cảm ứng, bộ biến tần, được sử dụng để kết hợp FET cổng cách ly cho đầu vào điều khiển và một bóng bán dẫn công suất lưỡng cực như một công tắc trong một thiết bị duy nhất, v.v.

Cách đo, kiểm tra IGBT như thế nào

Lưu ý trước khi đo

  • Quan sát tình trạng bên ngoài
  • Kiểm tra tên, mã linh kiện (trường hợp tên IGBT đã bị mờ thì bắt buộc phải dò thủ công)
  • Tra datasheet để có thông tin chính xác nhất (cách tra xem tại đây)

Các bước đo, kiểm tra IGBT

– Sử dụng đồng hồ kim thang đo 10K (điện áp kích ngưỡng 9VDC, với cực dương đồng hồ kim là que ĐEN, cực âm đồng hồ kim là que ĐỎ) để kiểm tra IGBT. Một số đồng hồ kim không có thang x10 thì các bạn phải kích điện áp VGE bằng 1 điện áp từ 9-12V lấy ở bộ adapter chuyên dụng nhé.

Bước 1: Xả điện áp giữa 3 chân G – C – E.

Điều này bảo đảm IGBT không còn điện áp kích chân G. Que ĐEN vào chân C hoặc E, còn que ĐỎ vào chân G.

Bước 2: Đo kiểm tra 2 chân C – E.

Nếu IGBT tốt sẽ có 2 dấu hiệu sau:

  • Que ĐEN vào chân C, que ĐỎ vào chân E =>Không lên Kim
  • Que ĐEN vào chân E, que ĐỎ vào chân C => Đồng hồ lên kim (Thang kim lên gần sát vạch tối đa, nằm giữa 0 và 1 là IGBT tốt)

Bước 3: Đặt điện áp kích chân G của IGBT

Que ĐEN vào chân G,que ĐỎ vào chân C hoặc chân E

==>> Lúc này nạp điện áp cho chân G của IGBT hay IGBT đã được kích

Bước 4: Kiểm tra sau khi kích chân G

+ Que ĐEN vào chân C

+ Que ĐỎ vào chân E

=> Đồng hồ lên Kim (Thang kim lên gần sát vạch tối đa, nằm giữa 0 và 1 tức là cặp chân C – E IGBT tốt hay IGBT đã được kích và còn điều khiển tín hiệu kích tốt)

+ Que ĐEN vào chân E

+ Que ĐỎ vào chân C

=> Đồng hồ lên Kim (Thang kim lên gần sát vạch tối đa, nằm giữa 0 và 1 tức là cặp chân E – C IGBT tốt hay cặp chân thể hiện bằng hình Diode của IGBT còn tốt)

Bước 5: Kiểm tra sự cách ly mối ghép G – C

+ Que ĐEN vào chân G

+ Que Đỏ vào chân C

=> Kim không lên

+ Que ĐEN vào chân C

+ Que ĐỎ vào chân G

=> Kim không lên

==>> Không phép đo nào tại 2 chân G và C lên kim thì qua đó cho thấy cặp chân G và C của IGBT còn tốt.

Bước 6: Kiểm tra lớp bán dẫn giữa các cực

+ Sau khi các bạn đã đo đủ 5 bước với IGBT và IGBT đó đều thỏa mãn tất cả các phép đo, thì chúng ta tiến hành đo lớp tiếp dẫn của IGBT

Tùy thuộc vào chất liệu chất liệu cấu tạo mà điện áp chênh lệch giữa 2 cực sẽ thay đổi theo từ 0.2 ~ 1V khi chúng ta đo bằng đồng hồ số tại thang đo Diode.

+ Que ĐỎ vào chân E

+ Que ĐEN vào chân C

=> Đồng hồ hiển thị điện áp trong TH này là ~ 0.471V (Ý nghĩa là điện áp lệch giữa 2 cực bán dẫn P và N còn tốt)

+ Que ĐỎ vào chân C

+ Que ĐEN vào chân E

=> Đồng hồ hiển thị 0V

Nếu IGBT các bạn đo cho kết quả thỏa mãn 6 bước trên là còn tốt nhé.

Mua IGBT giá tốt ở đâu?

Shop Bách Khoa Điện Tử.

Nổi tiếng với kênh YouTobe dạy điện tử cơ bản với hàng trăm ngàn lượt đăng ký. Chủ Shop là người có rất nhiều kinh nghiệp trong lĩnh vực điện tử, đặc biệt là sửa chữa bếp từ.

Xem kênh YouTobe sửa điện tử

IGBT-Shop Bách Khoa Điện Tử
IGBT-Shop Bách Khoa Điện Tử

Xem giá IGBT tại Shop

Shop Linh Kiện Thành Công

Shop đã có rất nhiều năm kinh doanh trong lĩnh vực linh kiện bán dẫn. Các sản phẩm đều được kiểm tra rất kỹ trước khi giao tới khách hàng.

IGBT-Shop Linh Kiện Thành Công
IGBT-Shop Linh Kiện Thành Công

Xem giá IGBT tại Shop

Shop Điện Lạnh Thành Lâm

Chuyên cung cấp các loại linh kiện điện tử, điện lạnh, IGBT tháo máy chất lượng cao.

IGBT-Shop Điện Lạnh Thành Lâm
IGBT-Shop Điện Lạnh Thành Lâm

Xem giá IGBT tại Shop

Shop Điện Tử Bách Việt

Chuyên cung cấp phụ kiện chính hãng và hàng zin tháo máy.

IGBT-Shop Điện Tử Bách Việt
IGBT-Shop Điện Tử Bách Việt

Xem giá IGBT tại Shop

Shop In The Spreba.vn

Là một cửa hàng đến từ nước ngoài nên giá cả hết sức phải chăng. Chỉ tiếc là thời gian giao hàng lâu hơn một chút thôi các bạn nhé.

IGBT-Shop In The Spreba.vn
IGBT-Shop In The Spreba.vn

Xem giá IGBT tại Shop

Vậy là hôm nay chúng mình đã cùng các bạn tìm hiểu về IGBT là gì ?. Hy vọng các bạn có thể chọn được cho mình một loại IGBT ưng ý nhé.

CHÚC CÁC BẠN THÀNH CÔNG

Có thể bạn quan tâm

  1. Kênh YouTobe hay về điện tử, mạch điện
  2. Tài liệu học điện tử miễn phí
  3. Fanpage cùng nhau học điện tử
  4. Chia sẻ kiến thức điện tử cơ bản
  5. TOP 5 Bộ KIT học tập Arduino cho người học lập trình

NƠI MUA LINH KIỆN GIÁ TỐT

  1. Linh kiện điện tử giá siêu rẻ : Shop Ristina.vn
  2. Linh kiện điện tử, nhà thông minh : Shop Làm Chủ Công Nghệ
  3. Chuyên mạch nguồn, sạc dự phòng chỉ từ 1K: Shop Điện Tử AT
  4. Chuyên pin sạc 18650, Pin sạc AA: Shop Linhkiengiatot

Chuyên các thiết bị điện công nghiệp: Shop Linhkien123

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *