IGBT là gì? Ưu nhược điểm và ứng dụng của IGBT trong thực tế

IGBT là gì? Hãy cùng Timviecdientu.com tìm hiểu những thông tin sau đây để trả lời câu hỏi này, cũng như biết cách ứng dụng IGBT trong thực tiễn nhé.

• Air circuit breaker là gì? Cấu tạo và ưu thế khi sử dụng ACB?
• [Giải đáp] PLC là gì? Nguyên lý, cấu tạo và ưu – nhược điểm của PLC

IGBT là gì?

IGBT là viết tắt của cụm Insulated Gate Bipolar Transistor: Transistor có cực điều khiển cách ly là một linh kiện bán dẫn công suất 3 cực. Đây là sản phẩm được phát minh bởi Hans W. Beck và Carl F. Wheatley vào năm 1982.

IGBT cũng là phần tử điều khiển bằng điện áp, do đó công suất điều khiển yêu cầu sẽ cực nhỏ. IGBT kết hợp khả năng đóng cắt nhanh của MOSFET và khả năng chịu tải lớn của transistor thường.

Cấu trúc của IGBT

Dưới tác dụng của điện áp điều khiển Uge > 0 kênh dẫn với các hạt mang điện là các điện tử được hình thành giống như ở cấu trúc Mosfet các điện tử di chuyển về phía colecto vượt qua lớp tiếp giáp n-p như ở cấu trúc giữa bazo và colecto ở transistor thường tạo nên dòng colecto.

Về cấu trúc bán dẫn thì IGBT rất giống với Mosfet điểm khác nhau là có thêm lớp p nối với colecto tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa emito với colecto. có thể coi IGBT tương đương với một transitor p-n-p với dòng bazo đươc điều khiển bởi một Mosfet.

Ưu và nhược điểm của IGBT

Hạn chế

• Giá thành cao hơn so với các linh kiện khác như mosfet.
• Công suất vừa và nhỏ.
• Tần số thấp hơn so với MOS. Với các ứng dụng cần tần số cao áp 400V thì MOS vẫn được ưu tiên hơn. Nếu IGBT hoạt động ở tần số cao thì sụt áp sẽ lớn hơn.

Ưu điểm

Tuy có những nhược điểm như trên nhưng công nghệ này vẫn được ứng dụng rộng rãi nhờ các lợi thế của mình:

• Tải dòng lớn, cỡ xấp xỉ 1KA. Sụt áp bé và điều khiển bằng áp.
• Chịu áp lớn hơn MOS, thường là 600V tới 1.5kV,  một số loại lớn hơn thì hơi đặc biệt.
• Cho phép việc đóng cắt dễ dàng, chức năng điều khiển nhanh chóng

► Kiến thức tổng quan hay về nghề điện tử, mời bạn tham khảo tại đây

IGBT trong đời sống thực tiễn

Ngành điện dân dụng

IGBT được ứng dụng rộng rãi trong điện dân dụng khi được tích hợp vào những chiếc bếp từ. IGBT là công cụ đắc lực trong việc chuyển mạch điện của bếp điện từ, giúp người tiêu dùng có thể điều khiển nhanh chóng. Đây là linh kiện quan trọng số 1 trong bếp từ, nó được gọi là sò công suất IGBT.

Có sò công suất IGBT trong bếp từ sẽ giúp bếp vận hành ổn định và kéo dài thời gian sử dụng hơn với các loại bếp không có.

IGBT trong bếp từ giúp nấu ăn tiết kiệm điện, an toàn. Nó nhỏ gọn và không chiếm quá nhiều diện tích trong bo mạch điều khiển bếp từ.

Các thiết bị sử dụng IGBT đem đến phần hiện đại hơn so với các thiết bị không được trang bị loại công tắc đặc biệt này. Nó giúp tiết kiệm điện năng hơn, các thiết bị vận hành ổn định và đặc biệt là gọn nhẹ, dễ sử dụng, tuổi thọ cao hơn.

Chịu áp lớn hơn MOS, thường là 600V tới 1.5kV, độ chịu tải lớn và sụt áp thấp.

Ngành điện công nghiệp

IGBT được bật và tắt theo trình tự để tạo xung với các độ rộng khác nhau từ điện áp tuyến dẫn một chiều được trữ trong tụ điện.

Bằng cách sử dụng điều biến độ rộng xung hoặc PWM, IGBT có thể được bật và tắt theo trình tự giống với sóng dạng sin được áp dụng trên sóng mang. Ngoài ra trong biến tần IGBT còn có tác dụng làm giảm sóng hài trong các mạng điện công nghiệp.

Công nghệ IGBT được sử dụng trong các máy hàn công nghiệp, các thiết bị điện công nghiệp, các mạng điện công nghiệp, bộ biến tần… Máy hàn điện tử ứng dụng công nghệ mới IGBT tiên tiến và hiện đại hơn rất nhiều, máy hàn sử dụng công nghệ IGBT có mối hàn đẹp và sáng hơn không có xỉ, tiết kiệm điện năng, dòng ổn định hơn, trọng lượng nhẹ và dễ sử dụng.

Bài viết trên đây giúp bạn trả lời khái niệm “IGBT là gì?” đã không còn là vấn đề rắc rối. Ngoài ra, hy vọng những kiến thức liên quan cũng sẽ giúp người đọc có cái nhìn tổng quan hơn về loại transistor này.

► Xem thêm: Kỹ thuật điện tử là gì? Vai trò và cơ hội phát triển ra sao?