•Полевые МОП-транзисторы (МОП ПТ) легко управляются, однако главным параметром, ограничивающим область их применения, является допустимое напряжение на стоке. Высоковольтных МОП ПТ транзисторов с достаточно хорошими характеристиками создать пока не удается, так как сопротивление канала открытого транзистора растет пропорционально квадрату напряжения пробоя. Это затрудняет их применение в устройствах с высоким КПД.
История
•Первые мощные полевые транзисторы были
созданы в СССР в НИИ «Пульсар» (разработчик ‒ В. В. Бачурин) в 1973 г., а их ключевые свойства исследованы в
Смоленском филиале МЭИ (научный руководитель ‒ В. П. Дьяконов). В рамках этих работ в 1979 году были предложены составные транзисторы с управлением мощным биполярным транзистором с помощью полевого транзистора с изолированным затвором.
История
•Было показано, что выходные токи и напряжения
составных структур определяются биполярным транзистором, а входные ‒ полевым. Дискретная
реализация побистора (от слов полевой и биполярный транзистор) ‒ прибора, сочетающего свойства БТ и ПТИЗ была сделана советскими учёными в 1978 году.
•Было доказано, что биполярный транзистор в ключе на основе составного транзистора не насыщается, что резко уменьшает задержку при выключении ключа, были показаны достоинства таких транзисторов в роли силовых ключей.
История
•Западные исследователи разработали подобный прибор в 1979 году, он получил название IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) и, на сегодняшний день, это название широко распространено во всём мире.
История
•Позднее, в 1985 году, был разработан биполярный транзистор с изолированным затвором (БТИЗ) с полностью плоской структурой (без V-канала) и более высокими рабочими напряжениями. Это произошло почти одновременно в лабораториях фирм General Electric в городе Скенектади (штат Нью-Йорк) и в RCA в Принстоне (Нью- Джерси). Первоначально устройство называли COMFET, GEMFET или IGFET, позднее они приняли название IGBT.
IGBT имеет:
•малые потери в открытом состоянии при больших токах и высоких напряжениях;
•характеристики переключения и проводимость биполярного транзистора;
•управление как у МОП ‒ напряжением.
IGBT
•‒ трёхэлектродный силовой электронный прибор, используемый, в основном, как мощный электронный ключ в импульсных источниках питания, инверторах, в системах управления электрическими приводами.
•По своей внутренней структуре БТИЗ представляет собой каскадное включение двух электронных ключей: входной ключ на полевом транзисторе управляет мощным оконечным ключом на биполярном транзисторе. Управляющий электрод называется
затвором, как у полевого транзистора, два других электрода ‒ эмиттером и коллектором, как у биполярного.
Схематичное изображение внутренней структуры БТИЗ
Условные графические обозначения БТИЗ, используемые на принципиальных схемах различными разработчиками
электронных устройств