IGBT ( آی جی بی تی ) مخفف عبارت Insulated-gate Bipolar Transistor می باشد.

ترانزیستور IGBT آی جی بی تی ، بهترین بخش‌های دو ترانزیستور متداول BJT و MOSFET را در ساختار خود دارد. در واقع، امپدانس ورودی بزرگ و سرعت سوئیچینگ بالای MOSFET و ولتاژ اشباع پایین BJT با هم ترکیب شده است و نوع دیگری ترانزیستور به نام آی جی بی تی  ساخته شده که قابلیت عملکرد در مقادیر بالای جریان کلکتور-امیتر را با ولتاژ گیت تقریباً صفر دارد.

آی جی بی تی سمیکرون ، همان‌ گونه که از نامش پیداست، مجهز به فناوری گیت ایزوله شده MOSFET و نیز مشخصه یک ترانزیستور دو قطبی متداول است. نتیجه چنین ترکیبی، سوئیچینگ خروجی و مشخصه هدایت یک ترانزیستور دو قطبی را دارد، اما مانند یک ماسفت، ولتاژ آن کنترل شده است.

آی جی بی تی ها به طور گسترده در کاربردهای الکترونیک قدرت مانند اینورترها، مبدل‌ها و منابع تغذیه که به قطعات سوئیچینگ حالت جامد نیاز داشته و ماسفت‌ها و BJTها در آن‌جا کارایی لازم را ندارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند. ترانزیستورهای دو قطبی ولتاژ بالا و جریان بالا در دسترس هستند، اما سرعت سوئیچینگ آن‌ها پایین است. از سوی دیگر، اگرچه سرعت سوئیچینگ ماسفت‌های قدرت بیشتر است، اما قطعات ولتاژ بالا و جریان بالای آن گران هستند.

ترانزیستور دو قطبی با گِیت عایق شده، بهره توان بالاتری نسبت به ترانزیستور دو قطبی استاندارد دارد. همچنین قابلیت عملکرد در ولتاژ بالاتر و تلفات ورودی پایین‌تر را دارا است. از دیدگاه عملکردی، IGBT یک FET است که با ترانزیستور دو قطبی ترکیب شده و پیکربندی دارلینگتون را تشکیل داده است.

میزان تقویت‌ کنندگی آی جی بی تی، برابر با نسبت سیگنال خروجی به سیگنال ورودی آن است. برای یک BJT عادی، مقدار بهره تقریباً برابر با نسبت جریان خروجی به جریان ورودی است که بتا (β) نامیده می‌شود.

در یک ماسفت، جریان ورودی به دلیل ایزوله بودن گیت از جریان کانال اصلی، صفر است. بنابراین، بهره FET برابر با نسبت تغییر جریان خروجی به تغییر ولتاژ ورودی است که منجر می‌شود این نیمه‌هادی، یک قطعه هدایت انتقالی باشد که در مورد نیز چنین است. در نتیجه آنرا می‌توانیم به عنوان یک BJT قدرت در نظر بگیریم که جریان بیس آن با یک ماسفت تغذیه می‌شود.

ترانزیستور  آی جی بی تی را می‌توان مانند BJT یا MOSFET در مدارهای تقویت کننده سیگنال کوچک به کار برد. اما از آن‌جایی که IGBT تلفات هدایت کم BJT را با سرعت بالای سوئیچینگ ماسفت قدرت ارائه می‌کند، یک سوئیچ حالت جامد بهینه است که برای استفاده در کاربردهای الکترونیک قدرت ایده‌آل است.

نوع پیشرفته آی جی بی تی دارای بازده بالا و سوییچ سریع (سرعت قطع بالا) است.
این وسیله باعث سوییچ کردن و تغییر نیروی برق در بسیاری از وسایل مدرن مانند ماشین های برقی، قطار ها ، مترو ،یخچال ها ، بالاست لامپها و سیستم های مطبوع می شود.

IGBT مشخصات ترانزیستور Mosfet با جریان بالا و ولتاژ پایین ترکیب می کند.IGBT ترکیبی از مشخصات ترانزیستور Mosfet و BJT می باشد.
این وسیله در UPS نیز کاربرد دارد.

انواع ماژول آی جی بی تی شامل موارد زیر می باشد:

• ماژول تکی
• ماژول شش تایی
• ماژول دوبل

نحوه عملکرد IGBT

هدف از طراحی IGBT ها روشن و خاموش کردن یا همان سوئیچینگ الکترونیکی است.

از این ترانزیستور برای تعویض سرعت بالا و همچنین در مدارهای تقویت کننده سیگنال کوچک استفاده می شود.

امکان تغییر فرکانس بالا، با استفاده از IGBT امکان پذیر است.

تا اینجا فهمیدیم IGBT چیست و چطور کار می کند و در چه مواردی استفاده می شود.

هر وسیله در کنار مزایایی که دارد حتما یک یا چند عیب نیز می تواند داشته باشد که
یکی از مهم ترین عیوب ترانزیستورهای IGBT این است که به دلیل اینکه هنگام مونتاژ به صورت ردیفی و در کنار هم بر روی برد دستگاه سوار می شوند،
هرگاه برد دچار آسیب شود به ناچار باید تعداد زیادی از این ترانزیستورها تعویض شوند.

به همین دلیل می توان گفت هزینه نگهداری از آن ها کمی بالا است.

به علت وجود ساختار تریستوری PNPN امکان قفل شدگی در ترانزیستورهای IGBT وجود دارد.

همین قفل شدگی منجر به جریان بیش از حد مجاز بین کلکتور و امیتر و در نتیجه افزایش پراکندگی توان و در نتیجه آسیب دیدن ترانزیستور می شود.

ترانزیستور IGBT چیست؟

با مراجعه به یک لغت نامه در خواهیم یافت که معنای این عبارت ” ترانزیستور دو قطبی دروازه عایق بندی شده ” است.

بدون شک شما هم با من موافق هستید که ترجمه این عبارت کمکی به شناخت ما از این قطعه مهم الکترونیکی نخواهد کرد.

این وسیله قطعه ای نیمه هادی است که دارای سه ترمینال می باشد.

این قطعه که در سال 1980 توسط شرکت معتبر جنرال الکتریک معرفی شد که
ترکیبی بسیار کارآمد و هوشمندانه از بهترین بخش های دو ترانزیستور پیوندی دو قطبی (BJT) و ترانزیستور اثر میدان (MOSFET) است.

ویژگی های منحصر به فرد این قطعه، امپدانس ورودی بزرگ، سرعت سوئیچینگ بالا و ولتاژ اشباع پایین آن است.