Paralelamente ao estudo das propriedades dos semicondutores, houve também um aprimoramento na tecnologia de fabricação de dispositivos baseados neles. Gradualmente, mais e mais novos elementos apareceram, com boas características de desempenho. O primeiro transistor IGBT apareceu em 1985 e combinou as propriedades únicas das estruturas bipolares e de campo. Como se viu, esses dois tipos de dispositivos semicondutores conhecidos na época poderiam “se dar bem” juntos. Foram eles que formaram uma estrutura que se tornou inovadora e aos poucos ganhou imensa popularidade entre os desenvolvedores de circuitos eletrônicos. A própria abreviatura IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) refere-se à criação de um circuito híbrido baseado em transistores bipolares e de efeito de campo. Ao mesmo tempo, a capacidade de trabalhar com altas correntes em circuitos de potência de uma estrutura foi combinada com uma alta resistência de entrada de outra.
O IGBT moderno é diferente do seu antecessor. O fato é que a tecnologia de sua produção foi aprimorada gradualmente. Desde o aparecimento do primeiro elemento com talestrutura, seus principais parâmetros mudaram para melhor:
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transistor igbt A tensão de comutação aumentou de 1000V para 4500V. Isso possibilitou o uso de módulos de potência ao trabalhar em circuitos de alta tensão. Elementos e módulos discretos tornaram-se mais confiáveis no trabalho com indutância no circuito de potência e mais protegidos contra ruídos de impulso.
- A corrente de comutação para elementos discretos cresceu para 600A em design discreto e até 1800A em design modular. Isso possibilitou a comutação de circuitos de corrente de alta potência e uso do transistor IGBT para trabalhar com motores, aquecedores, diversas aplicações industriais, etc.
- A queda de tensão direta no estado caiu para 1V. Isso possibilitou reduzir a área dos radiadores de remoção de calor e, ao mesmo tempo, reduzir o risco de falha por ruptura térmica.
- A frequência de comutação em dispositivos modernos chega a 75 Hz, o que permite que eles sejam usados em esquemas inovadores de controle de acionamento elétrico. Em particular, eles são usados com sucesso em conversores de frequência. Tais dispositivos são equipados com um controlador PWM, que funciona em conjunto com um módulo, cujo elemento principal é um transistor IGBT. Os conversores de frequência estão substituindo gradualmente os esquemas tradicionais de controle de acionamento elétrico.
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controle de transistor igbt O desempenho do dispositivo também aumentou bastante. Os transistores IGBT modernos têm di/dt=200µs. Refere-se ao tempo gasto emhabilitar desabilitar. Comparado com as primeiras amostras, o desempenho aumentou cinco vezes. Aumentar este parâmetro afeta a possível frequência de comutação, o que é importante ao trabalhar com dispositivos que implementam o princípio de controle PWM.
Os circuitos eletrônicos que controlavam o transistor IGBT também foram aprimorados. Os principais requisitos que foram colocados sobre eles eram garantir uma comutação segura e confiável do dispositivo. Eles devem levar em conta todas as fraquezas do transistor, em particular, seu "medo" de sobretensão e eletricidade estática.
