Физические основы электроники. Глазачев А.В - 89 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

А.В. Глазачев, В.П. Петрович. Физические основы электроники. Конспект лекций
89
Рис. 4.13.
Структура
IGBT
(а)
и ее эквивалентная схема (б)
В результате получится комбинированная схема рис. 4.13, б, содержащая: МДП-транзистор, па-
разитный биполярный транзистор
1VT
и подключённый к нему ещё один биполярный транзистор
2VT
. Образовавшаяся структура из транзисторов
1VT
и
2VT
имеет положительную внутреннюю об-
ратную связь, так как базовый ток транзистора
1VT
является частью коллекторного тока транзистора
2VT
, и наоборот – базовый ток транзистора
2VT
является частью коллекторного тока транзистора
1VT
.
Коэффициенты передачи по току транзисторов
1VT
и
2VT
равны, соответственно,
1
a
и
2
a
.
Тогда токи коллектора и эмиттера определяются:
2э2к2
a
=
ii , (4.8)
1э1к1
a
=
ii , (4.9)
с2кк1э
iiii
+
+
=
. (4.10)
Ток стока полевого транзистора определяется по выражению
)1(
21эс
a
-
a
-
=
ii . (4.11)
С другой стороны, ток стока можно определить через крутизну
S
стокозатворной характеристи-
ки:
зэc
SUi
=
. (4.12)
Ток силовой части всей схемы определяется:
( )
зээкв
21
зэ
эк
1
US
SU
ii =
a+a-
== , (4.13)
где
)(1
21
экв
a+a-
=
S
S
– эквивалентная крутизна всей схемы.
Очевидно, что при 1
21
a
+
a
эквивалентная крутизна значительно превосходит крутизну
S
МДП-транзистора, входящего в эту схему. Коэффициентами
1
a
и
2
a
можно управлять величиной ре-
зисторов
1
R
и
2
R
, которая осуществляется на этапе изготовления этой схемы.
Всю рассмотренную схему можно представить как единый полупроводниковый прибор, имею-
щий вывод коллектора, эмиттера и затвора, который управляется электрическим полем, как МДП-
транзистор, но имеет по сравнению с ним значительно большую крутизну и значительно меньшее со-
противление в открытом состоянии. Кроме того, здесь отсутствует явление вторичного пробоя, харак-
терное для классических биполярных транзисторов.
Конструктивно IGBT выполняются в виде дискретных элементов (рис. 4.14, а) либо в виде сило-
вых модулей (рис. 4.14, б), имеющих в своём составе несколько IGBT выполненных в едином корпусе.
Условное графическое изображение транзисторов представлено на рис. 4.14, в, г. На рис. 4.15 изобра-
жены типовые коллекторные характеристики (выходные).
Динамические свойства IGBT несколько хуже, чем у МДП-транзисторов, но значительно луч-
ше, чем у биполярных транзисторов. Это связано с явлением накопления заряда неосновных носителей
в базе биполярного транзистора, и как следствие – со временем рассасывания этих носителей.

Страницы