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.
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.
Giải nghĩa IGBT là gì?
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.
Sơ đồ cấu trúc của IGBT
- 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.
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 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 được ứng dụng rộng rãi trong cả dân dụng lẫn công nghiệp
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.
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?
IGBT là một linh kiện trong các thiết bị điện tử mà nó xuất hiện ở cả bếp từ. Vậy linh kiện này có vai trò gì, cấu tạo như thế nào trong chiếc bếp từ nhà bạn cùng Thiết bị nhà bếp cao cấp Grasso tìm hiểu thông qua bài viết dưới đây.
1/ IGBT là gì?
IGBT là một link kiện bán dẫn. IGBT chính là chữ cái được viết tắt bởi Insulated Gate Bipolar Transistor, nó thường được áp dụng nhiều trong các thiết bị điện từ với chiếc bếp điện từ gia đình bạn nó cũng không ngoại lệ. Công nghệ IGBT được sáng chế từ những năm đầu thập niên 1980 bởi nhà khoa học Hans W.Beck và Carl F. Wheatley. Lần đầu tiên nó được Yamagami đề xuất trong bằng sáng chế S47-21739 của Nhật Bản, đến nay công nghệ này được ứng dụng phổ biến trong thực tế.
2/ Vai trò, chức năng của IGBT trong bếp điện từ
IGBT là một công tắc điện tử hoàn hảo với khả năng bật/tắt và chuyển đổi nhanh chóng trong rất nhiều thiết bị điện hiện đại. Chính vì vậy nó được ứng dụng trong bếp từ giúp sử dụng an toàn, nhanh chóng và hiệu quả cho người dùng. Công nghệ IGBT được so sánh gần giống với Transistor bởi chức năng của IGBT bếp từ là khả năng đóng cắt siêu nhanh. Vì vậy nó cũng được ứng dụng nhiều trong ngành điện với các thiết bị máy móc khác như: hàn điện tử, máy cát plasma, máy cơ khí, đóng vai trò là bộ biến tần hiệu quả. Công nghệ IGBT được xem là một sự kết hợp hoàn hảo giữa khả năng đóng cắt nhanh của Mosfet và khả năng chịu tải lớn của transistor thông thường.3/ Cấu tạo của IGBT
Cấu tạo của IGBT tương tự như một Mosfet – dạng một transistor hiệu ứng trường, được viết tắt là Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor. Tuy nhiên IGBT có sò công suất thêm một lớp nối với Collector tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa Emiter với Collector. Trong khi đó cấu tạo transistor của Mosfet có cấu trúc là n-n.
4/ IGBT có ưu và nhược điểm gì?
Nhờ cấu tạo trên mà IGBT có ưu điểm vượt trội: + Với khả năng đóng cắt nhanh và đa dạng các loại sò công suất khác nhau nên công nghệ IGBT là lựa chọn hoàn hảo cho nhiều sản phẩm nghành điện công nghiệp và đặc biệt là IGBT trên bếp từ. + Chịu áp lớn hơn Mosfet, thường là 600V tới 1.5kV, độ chịu tải lớn và sụt áp thấp. + 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. Chính vì thế mà hiện nay nhiều người khi mua bếp từ cũng chú ý đến công nghệ này, đề cao tính năng và vai trò của nó trong thự tế sử dụng. + Các loại IGBT lớn thường bao gồm nhiều thiết bị song song và có khả năng xử lý dòng điện rất cao theo thứ tự hàng trăm ampe với điện áp chặn 6500 V. Nó có thể kiểm soát tải hàng trăm kilowatt. + Với IGBT trong bếp từ sẽ giúp nấu ăn tiết kiệm điện, an toàn. Ưu điểm nhỏ gọn và không chiếm quá nhiều diện tích trong bo mạch điều khiển bếp từ. 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. Tuy sở hữu nhiều ưu điển nổi bật nhưng công nghệ IGBT cũng có nhược điểm đó là do cấu trúc n-p-n mà điện áp thuận giữa C và E ở IGBT có tần số thấp hơn hẳn so với Mosfet. Hầu như các thiết bị có tần số cao áp từ 400V trở lên sẽ không được áp dụng IGBT và được thay thế bằng Mosfet. Bởi IGBT dễ bị sụt áp khi vận hành ở tần số cao, dễ phá hủy toàn bộ các thiết bị. Thông thường trong quá trình sử dụng người ta vẫn thường đo và kiểm tra IGBT. Cách đo và kiểm tra IGBT bằng đồng hồ vạn năng là phương pháp được áp dụng nhiều nhất. Cách đo này nhanh, hiệu quả và đem lại độ chính xác cao, vì giá thành của IGBT khá đắt đỏ nên các loại thiết bị sử sụng loại công tắc này có giá được đẩy lên cao.Như vậy thông qua những chia sẻ trên đây về công nghệ IGBT hy vọng rằng bạn sẽ hiểu thêm về linh kiện này trong bếp từ về ý nghĩa, tính năng, công dụng và cấu tạo.
“IGBT là gì ?” Có lẽ đây là câu hỏi mà chúng tớ nhận được khá nhiều trong thời gian vừa qua. Trong bài viết này, chúng ta sẽ làm quen với những kiến thức cơ bản về IGBT , cách chúng hoạt động và cách sử dụng chúng trong các thiết kế mạch của bạn.
Các bóng bán dẫn nổi bật nhất hiện nay gồm có Transistor BJT và MOSFET, tuy vậy chúng vẫn có những ưu, nhược điểm riêng. IGBT ra đời là sự kết tinh ưu điểm của BJT và MOSFET cộng lại. Bạn có thể coi IGBT là sự hợp nhất giữa BJT và MOSFET, các thành phần này có đặc tính đầu vào của BJT và đặc tính đầu ra của MOSFET. Nào hãy cùng đi tìm hiểu nhé. Let’s go!!!
IGBT là gì?
IGBT viết tắt của từ Insulated Gate Bipolar Transistor . Hiểu đơn giản nó là một loại Transistor lưỡng cực có cực cổng [G] cách ly. Nó là một thiết bị chuyển mạch bán dẫn ba cực thể được sử dụng để chuyển mạch nhanh với hiệu quả cao trong nhiều loại thiết bị điện tử. Ký hiệu của IGBT và hình ảnh thực tế của nó được hiển thị bên dưới.
Như đã đề cập trước đó, IGBT là sự kết hợp giữa BJT và MOSFET. Biểu tượng của IGBT cũng tương tự, như bạn có thể thấy phía đầu vào đại diện cho MOSFET với cực cổng [G] và phía đầu ra đại diện cho BJT với cực góp [C] và cực phát [E].
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của IGBT
Về cấu trúc, IGBT rất giống với MOSFET, điểm khác nhau là có thêm lớp nối với Collector tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa emiter [tương tự cực gốc] với collector [tương tự với cực máng], mà không phải là n-n như ở MOSFET. Vì thế có thể coi IGBT tương đương với một transistor p-n-p với dòng cực B được điều khiển bởi một MOSFET. IGBT kết hợp điện áp bão hòa thấp của bóng bán dẫn với trở kháng đầu vào cao và tốc độ chuyển mạch của MOSFET. Kết quả thu được từ sự kết hợp này mang lại các đặc tính chuyển mạch và việc dẫn dòng đầu ra của bóng bán dẫn lưỡng cực, nhưng điện áp được điều khiển giống như MOSFET.
Cấu tạo bên trong IGBT
IGBT là gì – IGBT là linh kiện có ba cực được gắn vào ba lớp kim loại khác nhau, lớp kim loại của cực cổng [G] được cách điện với các chất bán dẫn bằng một lớp silicon dioxide [SIO2]. IGBT được cấu tạo với 4 lớp bán dẫn kẹp vào nhau. Lớp gần cực C là lớp p + chất nền ở trên là lớp n- , một lớp p khác được giữ gần cực E hơn và bên trong lớp p, chúng ta có các lớp n + . Phần tiếp giáp giữa lớp p + và lớp n được gọi là phần tiếp giáp J2 và phần tiếp giáp giữa lớp n và lớp p được gọi là phần tiếp giáp J1. Các cấu trúc của IGBT được thể hiện trong hình bên dưới.
Nguyên lý hoạt động của IGBT là gì?
Ban đầu, coi như không có điện áp đặt vào chân G , ở giai đoạn này IGBT sẽ ở trạng thái không dẫn điện. Bây giờ nếu chúng ta tăng điện áp đặt vào chân G, do hiệu ứng điện dung trên lớp SiO2, các ion âm sẽ được tích lũy ở phía trên của lớp và các ion dương sẽ được tích lũy ở phía dưới của lớp SiO2. Điều này sẽ gây ra sự chèn các hạt mang điện tích âm trong vùng p, điện áp đặt vào VG càng cao thì sự chèn các hạt mang điện tích âm càng lớn. Điều này sẽ dẫn đến sự hình thành kênh giữa điểm nối J2 cho phép dòng điện từ cực C tới cực E. Tóm cái đuôi lại là nguyên lý hoạt động của IGBT như sau:
Khi có điện áp UGE > 0, kênh dẫn hình thành những hạt mang điện [tương tự như MOSFET]. Các hạt mang điện di chuyển từ cực E về cực C vượt qua lớp tiếp giáp N-P để tạo thành dòng Colector [ICE].
Các loại IGBT hiện nay
IGBT được phân loại thành hai loại dựa trên lớp đệm n +, các IGBT đang có lớp đệm n + được gọi là Punch qua IGBT [PT-IGBT] , các IGBT không có lớp đệm n + được gọi là Non- Punch Through- IGBT [NPT- IGBT].
Dựa trên đặc điểm của chúng, NPT-IGBT và PT-IGBT được đặt tên là IGBT đối xứng và không đối xứng. Các IGBTs đối xứng là những người có mong bình đẳng và điện áp cố ngược lại. Các IGBTs không đối xứng là những người có một điện áp cố ngược lại ít hơn so với điện áp sự cố về phía trước. IGBT đối xứng chủ yếu được sử dụng trong mạch AC, trong khi IGBT không đối xứng chủ yếu được sử dụng trong mạch DC vì chúng không cần hỗ trợ điện áp theo chiều ngược lại.
Các ứng dụng của IGBT là gì?
IGBT được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau như truyền động động cơ AC và DC, Nguồn điện không điều chỉnh [UPS], Nguồn cung cấp chế độ chuyển đổi [SMPS], điều khiển động cơ kéo và sưởi cảm ứng, bộ biến tần, được sử dụng để kết hợp FET cổng cách ly cho đầu vào điều khiển và một bóng bán dẫn công suất lưỡng cực như một công tắc trong một thiết bị duy nhất, v.v.
Cách đo, kiểm tra IGBT như thế nào
Lưu ý trước khi đo
- Quan sát tình trạng bên ngoài
- Kiểm tra tên, mã linh kiện [trường hợp tên IGBT đã bị mờ thì bắt buộc phải dò thủ công]
- Tra datasheet để có thông tin chính xác nhất [cách tra xem tại đây]
Các bước đo, kiểm tra IGBT
– Sử dụng đồng hồ kim thang đo 10K [điện áp kích ngưỡng 9VDC, với cực dương đồng hồ kim là que ĐEN, cực âm đồng hồ kim là que ĐỎ] để kiểm tra IGBT. Một số đồng hồ kim không có thang x10 thì các bạn phải kích điện áp VGE bằng 1 điện áp từ 9-12V lấy ở bộ adapter chuyên dụng nhé.
Bước 1: Xả điện áp giữa 3 chân G – C – E.
Điều này bảo đảm IGBT không còn điện áp kích chân G. Que ĐEN vào chân C hoặc E, còn que ĐỎ vào chân G.
Bước 2: Đo kiểm tra 2 chân C – E.
Nếu IGBT tốt sẽ có 2 dấu hiệu sau:
- Que ĐEN vào chân C, que ĐỎ vào chân E =>Không lên Kim
- Que ĐEN vào chân E, que ĐỎ vào chân C => Đồng hồ lên kim [Thang kim lên gần sát vạch tối đa, nằm giữa 0 và 1 là IGBT tốt]
Bước 3: Đặt điện áp kích chân G của IGBT
Que ĐEN vào chân G,que ĐỎ vào chân C hoặc chân E
==>> Lúc này nạp điện áp cho chân G của IGBT hay IGBT đã được kích
Bước 4: Kiểm tra sau khi kích chân G
+ Que ĐEN vào chân C
+ Que ĐỎ vào chân E
=> Đồng hồ lên Kim [Thang kim lên gần sát vạch tối đa, nằm giữa 0 và 1 tức là cặp chân C – E IGBT tốt hay IGBT đã được kích và còn điều khiển tín hiệu kích tốt]
+ Que ĐEN vào chân E
+ Que ĐỎ vào chân C
=> Đồng hồ lên Kim [Thang kim lên gần sát vạch tối đa, nằm giữa 0 và 1 tức là cặp chân E – C IGBT tốt hay cặp chân thể hiện bằng hình Diode của IGBT còn tốt]
Bước 5: Kiểm tra sự cách ly mối ghép G – C
+ Que ĐEN vào chân G
+ Que Đỏ vào chân C
=> Kim không lên
+ Que ĐEN vào chân C
+ Que ĐỎ vào chân G
=> Kim không lên
==>> Không phép đo nào tại 2 chân G và C lên kim thì qua đó cho thấy cặp chân G và C của IGBT còn tốt.
Bước 6: Kiểm tra lớp bán dẫn giữa các cực
+ Sau khi các bạn đã đo đủ 5 bước với IGBT và IGBT đó đều thỏa mãn tất cả các phép đo, thì chúng ta tiến hành đo lớp tiếp dẫn của IGBT
Tùy thuộc vào chất liệu chất liệu cấu tạo mà điện áp chênh lệch giữa 2 cực sẽ thay đổi theo từ 0.2 ~ 1V khi chúng ta đo bằng đồng hồ số tại thang đo Diode.
+ Que ĐỎ vào chân E
+ Que ĐEN vào chân C
=> Đồng hồ hiển thị điện áp trong TH này là ~ 0.471V [Ý nghĩa là điện áp lệch giữa 2 cực bán dẫn P và N còn tốt]
+ Que ĐỎ vào chân C
+ Que ĐEN vào chân E
=> Đồng hồ hiển thị 0V
Nếu IGBT các bạn đo cho kết quả thỏa mãn 6 bước trên là còn tốt nhé.
Mua IGBT giá tốt ở đâu?
Shop Bách Khoa Điện Tử.
Nổi tiếng với kênh YouTobe dạy điện tử cơ bản với hàng trăm ngàn lượt đăng ký. Chủ Shop là người có rất nhiều kinh nghiệp trong lĩnh vực điện tử, đặc biệt là sửa chữa bếp từ.
Xem kênh YouTobe sửa điện tử
Xem giá IGBT tại Shop
Shop Linh Kiện Thành Công
Shop đã có rất nhiều năm kinh doanh trong lĩnh vực linh kiện bán dẫn. Các sản phẩm đều được kiểm tra rất kỹ trước khi giao tới khách hàng.
Xem giá IGBT tại Shop
Shop Điện Lạnh Thành Lâm
Chuyên cung cấp các loại linh kiện điện tử, điện lạnh, IGBT tháo máy chất lượng cao.
Xem giá IGBT tại Shop
Shop Điện Tử Bách Việt
Chuyên cung cấp phụ kiện chính hãng và hàng zin tháo máy.
Xem giá IGBT tại Shop
Shop In The Spreba.vn
Là một cửa hàng đến từ nước ngoài nên giá cả hết sức phải chăng. Chỉ tiếc là thời gian giao hàng lâu hơn một chút thôi các bạn nhé.
Xem giá IGBT tại Shop
Vậy là hôm nay chúng mình đã cùng các bạn tìm hiểu về IGBT là gì ?. Hy vọng các bạn có thể chọn được cho mình một loại IGBT ưng ý nhé.
CHÚC CÁC BẠN THÀNH CÔNG
Có thể bạn quan tâm
NƠI MUA LINH KIỆN GIÁ TỐT
Chuyên các thiết bị điện công nghiệp: Shop Linhkien123