Cos'è igbt?

IGBT (Transistor Bipolare a Porta Isolamento)

L'IGBT, o Insulated-Gate Bipolar Transistor (Transistor Bipolare a Porta Isolamento), è un dispositivo a semiconduttore a tre terminali utilizzato principalmente come interruttore elettronico nei sistemi di potenza. Combina le caratteristiche di controllo di un MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) con le capacità di gestione di alta tensione e corrente di un BJT (Bipolar Junction Transistor). Questo lo rende ideale per applicazioni che richiedono switching ad alta efficienza e alta potenza.

Componenti Fondamentali:

• Porta (Gate): Simile al MOSFET, la porta è un terminale a alta impedenza che controlla la conduzione del dispositivo. La tensione applicata alla porta determina se l'IGBT è in stato ON (conduzione) o OFF (non conduzione). Questo aspetto è descritto nel link https://it.wikiwhat.page/kavramlar/controllo%20tramite%20porta.
• Collettore (Collector): Simile al collettore di un BJT, è il terminale attraverso il quale la corrente entra nell'IGBT quando è in stato ON.
• Emettitore (Emitter): Simile all'emettitore di un BJT, è il terminale attraverso il quale la corrente esce dall'IGBT quando è in stato ON.

Vantaggi Rispetto ai MOSFET e ai BJT:

• Alta Efficienza: L'IGBT offre una bassa caduta di tensione allo stato ON (Vce(sat)), riducendo le perdite di potenza durante la conduzione.
• Alta Velocità di Commutazione: Può essere commutato a frequenze elevate, consentendo un controllo preciso della potenza.
• Facilità di Controllo: La porta ad alta impedenza semplifica il pilotaggio del dispositivo, richiedendo una corrente di controllo minima.
• Capacità di Gestione di Alta Potenza: Adatto per applicazioni ad alta tensione e alta corrente. Questa caratteristica cruciale è spiegata in dettaglio qui: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/gestione%20alta%20potenza.

Svantaggi Rispetto ai MOSFET e ai BJT:

• Tempi di Spegnimento Più Lenti: Rispetto ai MOSFET, l'IGBT può avere tempi di spegnimento leggermente più lenti, a causa della presenza di portatori minoritari.
• Suscettibilità al Latch-up: In determinate condizioni, l'IGBT può andare incontro al latch-up, una condizione in cui il dispositivo rimane in stato ON indipendentemente dalla tensione di porta.
• Costo: Generalmente più costoso dei MOSFET per applicazioni a bassa potenza.

Applicazioni Comuni:

• Inverter: Utilizzati negli inverter per convertire la corrente continua (DC) in corrente alternata (AC).
• Alimentatori Switching: Impiegati negli alimentatori switching per regolamentare la tensione di uscita.
• Controllo Motori: Utilizzati per controllare la velocità e la coppia dei motori elettrici. Questo è descritto qui: https://it.wikiwhat.page/kavramlar/controllo%20motori.
• Saldatrici: Impiegati nelle saldatrici per fornire la potenza necessaria per la saldatura.
• Riscaldamento ad Induzione: Usati per generare la corrente ad alta frequenza necessaria per il riscaldamento ad induzione.

Parametri Importanti:

• Vce(sat): Tensione collettore-emettitore di saturazione, rappresenta la caduta di tensione quando l'IGBT è in stato ON.
• Ic(max): Corrente massima di collettore, la massima corrente che l'IGBT può gestire in modo sicuro.
• Vge(th): Tensione di soglia della porta-emettitore, la tensione di porta necessaria per iniziare la conduzione.
• Switching Time: Tempo di accensione e spegnimento, influenza l'efficienza del dispositivo.

In sintesi, l'IGBT è un componente versatile e potente, adatto a una vasta gamma di applicazioni di potenza. La scelta tra IGBT, MOSFET e BJT dipende dalle specifiche esigenze dell'applicazione, considerando fattori come tensione, corrente, frequenza di commutazione ed efficienza.