Você conhece o IGBT e porque ele é tão importante? Continue a leitura para descobrir.
A evolução da eletrônica de potência é um fato inegável nos dias atuais, embora de alguma forma somente eram encontrados em dispositivos industriais de alto custo. Hoje se encontram presentes em nosso dia a dia de forma cada vez maior em produtos como carregador de celular, carregador de notebook, ventiladores modernos, aparelhos de ar condicionado, e até mesmo o Smartphone possui componentes e circuitos de eletrônica de potência.
O que é IGBT ?
Esse componente eletrônico colaborou muito pra isso. O nome IGBT, é uma sigla de origem na Língua Inglesa e significa Insulated Gate Bipolar Transistor ou, em Português Transistor Bipolar de Porta Isolada. O IGBT é um semicondutor de potência que alia as características de chaveamento dos transistores bipolares com a alta impedância dos MOSFETs apresentando baixa tensão de saturação e alta capacidade de corrente.
O IGBT destaca-se por possuir alta eficiência e rápido chaveamento. Atualmente é muito utilizado em equipamentos modernos como carros elétricos ou híbridos, trens, aparelhos de ar condicionado e fontes chaveadas de alta potência.
Devido a seu projeto que permite rápido chaveamento (liga/desliga), encontra aplicação também em amplificadores e geradores que necessitam sintetizar formas de onda complexa através de PWM e filtros passa-baixa.
Os transistores bipolares de potência possuem características que permitem sua utilização no controle de correntes elevadas com muitas vantagens. No entanto, as suas características de entrada, exigindo correntes elevadas, já que operam como amplificadores de corrente, trazem certas desvantagens em algumas aplicações.
Por outro lado, os transistores de efeito de campo MOS de potência podem também controlar potências elevadas com muitas vantagens pelo fato de que exigem tensão para o disparo, pois embora sejam dispositivos de alta impedância, têm como desvantagem uma baixa velocidade de comutação devida às capacitâncias de comporta que aumentam com a intensidade de corrente (largura do canal) que deve ser controlada.
Juntando o que há de bom nestes dois tipos de transistores, o IGBT é um componente que se torna cada vez mais recomendado para comutação de cargas de alta corrente em regime de alta velocidade.
A ESTRUTURA DO IGBT
Na figura 1 temos na esquerda a estrutura de um transistor de efeito de campo de potência (MOSFET), enquanto que ao lado temos a estrutura de um IGBT.
Conforme podemos observar, a única diferença que existe nas duas estruturas é a presença de uma zona p no IGBT.
Pela presença desta camada, lacunas são injetadas na camada n altamente resistiva de modo que um excesso de portadores é criado.
Com o aumento de condutividade consequente da camada n, pode-se reduzir a tensão no estado ON do IGBT.
O projeto de circuitos que usam IGBTs exige que o engenheiro saiba levar em conta as características diferenciadas destes componentes.
Em princípio, podemos tratá-los como transistores bipolares quando analisamos o modo como ele controla as cargas, e como POWER-FETS ao pensarmos no disparo. No entanto, alguns elementos intermediários entram em ação e podem ser importantes nas aplicações de alta velocidade.