- •Электроника и микросхемотехника
- •1 Аналоговая схемотехника
- •1.1 Резисторы (сопротивления)
- •1.2 Конденсаторы
- •1.3 Индуктивность
- •1.4 Диоды
- •1.5 Биполярные транзисторы
- •1.6 Униполярные транзисторы
- •1.7 Тиристоры
- •1.8 Транзисторы igbt (Ай Жи Би Ти)
- •1.9 Сит транзисторы и сит-тиристоры
- •1.10 Новые разработки транзисторов и тиристоров
- •1.11 Обратные связи
- •1.12 Операционные усилители
- •2 Логические схемы
- •2.1 Основные определения
- •2.2 Диодные логические схемы
- •2.3 Ттл логические схемы
- •2.4 Особенности 530, 531, 533, 555 серий
- •2.5 Логика на униполярных транзисторах
- •2.6 Логика с оптическими связями
- •2.7 Программируемые логические интегральные схемы (плис)
- •2.8 Обобщенная модель плис
- •2.9 Микросхема плм (к556 рт 1)
- •3 Триггеры
- •3.1 Триггеры на биполярных транзисторах
- •3.2 Триггеры на униполярных транзисторах
- •3.3 Триггеры на логических элементах
- •3.4 Синхронный rs–триггер
- •3.5 Счетный триггер на логических элементах
- •3.8 Интегральный шестиэлементный d–триггер тм2
- •3.10 Прозрачные триггеры–защелки
- •3.11 Гонки
- •3.12 Триггеры на приборах с отрицательным сопротивлением. Триггеры на туннельных диодах.
- •3.13 Триггеры на тиристорах
- •3.14 Триггеры на двухбазовых диодах
- •3.15 Триггеры на операционных усилителях
- •4 Генераторы импульсов
- •4.1 Мультивибраторы на биполярных транзисторах
- •4.1.1 Мультивибраторы в ждущем режиме
- •Мультивибраторы на биполярных транзисторах в автоколебательном режиме.
- •4.2 Ждущий мультивибратор на униполярных транзисторах
- •4.3 Генератор импульсов на двух логических элементах с двумя конденсаторами в автоколебательном режиме
- •4.4 Генератор импульсов на четырех логических элементах с одним конденсатором
- •4.5 Генераторы импульсов на логических элементах в ждущем режиме
- •4.6 Генератор импульсов на туннельном диоде в ждущем режиме
- •4.7 Генератор импульсов на туннельном диоде в автоколебательном режиме
- •4.8 Генератор импульсов на тиристоре в ждущем режиме
- •4.9 Генератор импульсов на тиристоре в автоколебательном режиме
- •4.10 Таймеры
- •4.11 Генератор импульсов в ждущем режиме на таймере
- •4.12 Генератор импульсов в автоколебательном режиме на таймере
- •4.13 Блокинг–генераторы в ждущем режиме
- •4.14 Блокинг–генератор в автоколебательном режиме
- •4.15 Магнито–транзисторный преобразователь двухплечевой
- •4.16 Схема с дополнительным трансформатором
- •4.17 Мостовая и полумостовая схемы магнито–транзисторных преобразователей
- •4.18 Генераторы импульсов на оу в автоколебательном режиме
- •4.19 Генератор импульсов на оу в ждущем режиме
- •4.20 Кварцевая стабилизация импульсных генераторов
- •4.21 Генератор импульсов, стабилизированный кварцем
- •5 Генераторы синусоидальных колебаний
- •5.1 Общие определения
- •5.2 Генератор синусоидальных колебаний с lc контуром и трансформаторной ос
- •5.3 Схемы с индуктивной, емкостной трехточками
- •5.4 Rc цепи для генераторов синусоидальных колебаний
- •5.5 Генераторы синусоидальных колебаний с r и c–параллелями
- •5.6 Генераторы синусоидальных колебаний с кварцевой стабилизацией
- •5.7 Генераторы синусоидальных колебаний на оу
- •6 Цифроаналоговые и аналого–цифровые преобразователи
- •6.1 Цифроаналоговые преобразователи
- •6.1.1 Цап с весовыми резисторами
- •6.1.2 Цап с матрицей r–2r
- •6.1.3 Цап с сигма–дельта модуляцией
- •6.1.4 Цап с прямым преобразованием
- •6.2 Аналого–цифровые преобразователи
- •6.2.1 Следящие ацп
- •6.2.2 Развертывающие ацп
- •6.2.3 Ацп с регистром последовательного приближения
- •6.2.4 Ацп с двойным интегрированием
- •6.2.5 Ацп параллельного преобразования
- •6.2.6 Ацп с сигма–дельта ( ) модуляцией
- •6.2.7 Микросхема кр1108 пп–1
- •7 Источники питания электронных устройств
- •7.1 Общие определения
- •7.2 Выпрямители
- •7.3 Параметрические стабилизаторы напряжения
- •7.4 Компенсационные стабилизаторы напряжения
- •7.5 Импульсные стабилизаторы напряжения
- •7.6 Импульсные корректоры коэффициента мощности
1.8 Транзисторы igbt (Ай Жи Би Ти)
В транзисторах MOSFET для частичной компенсации биполярных паразитных транзисторов производится закорачивание подложки и истока. В транзисторах IGBT наоборот, усиливается действие биполярного транзистора VT3 (Insulated Gate Bipolar Transistor) (изолированный затвор биполярный транзистор) и добавляется ещё один транзистор VT2. Более точно, дополняется к трем слоям биполярного транзистора ещё один слой, как у тиристора, причём нижний биполярный транзистор действует аналогично полевому, то есть управляется изолированным затвором, кроме того вводятся резисторы.
В русской литературе этот транзистор называют БТИЗ – биполярный транзистор с изолированным затвором. Так как транзистор IGBT имеет 4 слоя, как у тиристора, то он рассматривается вслед за тиристорами.
В целом, из рисунка 1.59, а) следует, что IGBT состоит из полевого транзистора VT1 и двух биполярных транзисторов p-n-p VT2 и n-p-n VT3. R1 – сопротивление канала VT1; R2 – дополнительный резистор.
а) б) в)
Рисунок 1.59 – Транзистор IGBT а); динистор на двух транзисторах б); условное изображение транзистора IGBT в)
Видно, что биполярные транзисторы включены почти по схеме тиристора, рисунок 1.59,б), поэтому в целом транзистор IGBT обладает свойствами и полевого транзистора, и тиристора. А так как добавлены резисторы R1 и R2, то тиристор VT2, VT3 не просто включается и выключается, но и управляется аналоговым образом, имеет характеристики вида рисунка 1.60.
Рисунок 1.60 – Выходные характеристики IGBT транзистора
Физика процессов: при поступлении на затвор управляющего плюс напряжения (относительно истока) VT1 приоткрывается, образуется цепь: эмиттер-база VT2 …. сток-исток VT1 …. нижний контакт минус (исток). Следовательно, VT2 приоткрывается, возникает цепь: эмиттер-коллектор VT2 …. база-эмиттер VT3 …. минус источника питания. Приоткрывается VT3, протекает основной ток транзистора по цепи: плюс источника питания …. VT2 …. VT3 …. минус источника питания, транзистор открыт. Разработаны транзисторы IGBT в конце 70-х годов 20 века. Достоинства – большие токи и напряжения, высокочастотность, перегрузочная способность (почти как у тиристоров), положительный ТКН (температурный коэффициент напряжения), поэтому IGBT можно включать параллельно, не опасаясь перегрузки отдельных транзисторов (как это было у биполярных транзисторов), не нужны «выравнивающие» резисторы. Недостатки – повышенное сопротивление в открытом ключевом состоянии в связи с тем, что силовой ток протекает последовательно через 2 биполярных транзистора, а также эффект «защелкивания», когда транзистор IGBT открывается, но не закрывается, так как биполярные транзисторы соединены по тиристорной схеме, а они обладают свойством открываться с глубокой положительной обратной связью, это и есть «защелкивание».