Diotec intră pe piața IGBT

Diotec: Mai mult decât diode – extinderea pe piața IGBT

Diotec s-a extins dincolo de diode și oferă acum tranzistori MOSFET, IGBT și SiC. Cel mai recent produs al său, tranzistorii IGBT, vin în pachete TO-247-3 și TO-247-4, suportând comutarea de până la 75 A la 650 V și 40 A la 1 350 V, la o temperatură a cipului de 100°C. În 2025, compania intenționează să introducă IGBT-uri clasificate pentru 115 A la 650 V și 100 A la 1.200 V.

Structura celulei IGBT

Figura 1 de mai jos prezintă o secțiune transversală a unei singure celule IGBT, care include o poartă verticală (trench) și un strat cu rol de oprire a câmpului, care îmbunătățește căderea câmpului electric în interiorul cipului. Celula are de obicei o lățime de 2 până la 10 μm. Cipul IGBT de siliciu încorporează milioane de astfel de celule, permițându-i să comute curenții în sute de amperi. Pentru tensiuni de comutare de 650 V, grosimea tipică a cipului IGBT este între 65 și 75 μm.

N – reprezintă tipul n ușor dopat, unde n înseamnă dopaj standard, iar n+ indică dopaj puternic. Același lucru este valabil și pentru semiconductorii de tip p.

Tranzistorul IGBT din Figura 1 acceptă cu ușurință adăugarea unei diode antiparalele. Regiunea inferioară p+ este împărțită în zone alternative p+ și n+ conectate la colector, creând o diodă cu structura p+, p–, n–, n, n+.

Circuit echivalent IGBT

Rd reprezintă rezistența regiunii de derivă n-, în timp ce Rb este rezistența totală a regiunilor p– și p+.

Operația este simplă: o tensiune pozitivă între poartă (G) și emițător (E) pornește MOSFET Q1, activând tranzistorul PNP Q2. IGBT include, de asemenea, un tranzistor NPN Q3 parazit.

În teorie, un curent foarte mare al emițătorului ar putea provoca o cădere mare de tensiune pe Rb, declanșând tranzistorul NPN Q3 parazit. Dacă se întâmplă acest lucru, tranzistorul PNP Q2 ar rămâne pornit (latch-up), iar oprirea MOSFET Q1 nu i-ar opri funcționarea, ceea ce ar putea duce la supraîncălzire și defectarea IGBT-ului. IGBT-urile moderne evită acest lucru prin optimizarea nivelurilor de dopaj și a geometriei regiunilor.

Pachet cu 3 pini vs. 4 pini

Cipul IGBT se conectează la pachet prin fire de legătură care, ca orice conductor, au atât rezistență, cât și inductanță. Cablurile pachetului introduc, de asemenea, rezistență și inductanță suplimentare în circuit. În timpul comutării, schimbările rapide ale curentului generează o tensiune prin inductanță (Ve = L*di/dt), care afectează tensiunea emițătorului de poartă (Vge). La pornire, Vge = Vg – Ve, ceea ce încetinește procesul de pornire și crește pierderile de comutare. În mod similar, în timpul opririi, Vge = Vg + Ve, ceea ce încetinește procesul de oprire și crește și mai mult pierderile.

Pachetul TO-247-4L cu 4 pini adaugă un fir de legătură suplimentar și un cablu pentru emițător. Driverul IGBT se conectează între poarta (G) și acest cablu. Deoarece curentul driverului este mult mai mic decât curentul comutat de IGBT, inductanța suplimentară a firului are un efect mult mai mic asupra Vge.

IGBT-ul Diotec

Gama actuală de IGBT-uri a Diotec are o structură de oprire a câmpului și include diode antiparalele. 

Aceste IGBT-uri sunt disponibile în trei categorii de viteză, marcate cu literele S, M și F:

• S – până la 20 kHz (comutare rezonantă)
• M – până la 50 kHz (comutare de viteză medie)
• F – până la 100 kHz (comutare rapidă).

Diotec are în prezent 7 modele IGBT în gama sa, cu planuri de a lansa curând 17 IGBT-uri noi și de a adăuga IGBT-uri în pachete SMD în viitorul apropiat.

Aplicaţii 

• Încălzire prin inducție – pentru plite și aplicații industriale (S)
• Invertoare de acționare a motorului – pentru vehicule și aparate electrice (F)
• Invertoare de energie solară (M)
• Surse de alimentare neîntreruptibile (UPS) (M)
• Încălzire cu încălzitoare cu coeficient pozitiv de temperatură (PTC) (M)
• Corecția factorului de putere (PFC) (F)
• Aparate de sudură (F, M)

Explorează gama noastră largă de diode și tranzistori Diotec, toate în stoc și gata pentru proiectele tale. Dacă ești în căutarea unui anumit produs, îți putem obține cu ușurință modele suplimentare direct de la producător, în condiții excelente.