Появление бтиз

Дискретная реализация побистора (от слов полевой и биполярный транзистор) --- прибора, сочетающего свойства БТ и ПТИЗ была сделана советскими учёными в 1978 году Западные исследователи разработали подобный прибор в 1979 году он получил название IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) и, на сегодняшний день, широко распространён во всём мире. Один из IGBT-модулей компании Mitsubishi показан ниже на рисунке.

Рисунок:IGBT_3300V_1200A_Mitsubishi.jpg.

Далее представлены условные графические обозначения БТИЗ, используемые на принципиальных схемах различными разработчиками электронных устройств (подробнее см. [TakesuyeDeuty1995]):

К 2010 году уже появились шесть поколений БТИЗ. Рабочие показатели БТИЗ с переходом от поколения к поколению меняются следующим образом

увеличивается коммутируемое напряжение;

растут допустимые токи для БТИЗ в модульном исполнении;

увеличивается частота коммутации (время включения/выключения уменьшается);

у меньшается прямое падение напряжения на приборе.

Структура и принцип действия БТИЗ

Классический БТИЗ представляет собой дополненный ещё одним p--n переходом мощный ПТИЗ (Power MOSFET) с вертикальной структурой.

Дополнительный p--n переход инжектирует дырки в нижний слой n--типа. Таким образом, значительно снижается сопротивление этого слоя: напряжение коллектор--эмиттер становится много меньше по сравнению с тем, что имеет место в мощном ПТИЗ. В этом и заключается главное преимущество БТИЗ над мощным ПТИЗ.

IGBT_cross_section.svg).

Сравнение особенностей разных типов транзисторов

Полевой транзистор с изолированным затвором (ПТИЗ), по сравнению с БТ и БТИЗ, обладает наилучшими динамическими свойствами. Также он теплостоек и им просто управлять. При этом, как было отмечено выше, БТИЗ имеет меньшее, чем у ПТИЗ напряжение в открытом состоянии, что приводит к пропорциональному снижению мощности, рассеиваемой транзистором.

БТ, в свою очередь, имеет в открытом состоянии напряжение ещё меньшее, чем у ПТИЗ и БТИЗ, однако, скорость переключения у него мала.

Области применения БТИЗ

БТИЗ предназначен, в основном, для управления электрическими приводами. Они активно используются в качестве транзисторных ключей внутри тяговых преобразователей (силовых модулей для увеличения производительности привода) электровозов, трамваев и троллейбусов.

Выпускаются как отдельные БТИЗ, так и силовые сборки (модули) на их основе.

Кроме области высоковольтных силовых преобразователей, БТИЗ используются в бытовой технике для управления относительно маломощными приводами с широким диапазоном регулирования скорости вращения. В частности, БТИЗ применяются в стиральных машинах, инверторных кондиционерах, беговых дорожках, швейных и посудомоечных машинах, насосах, воздушных фильтрах, системах электронного зажигания автомобилей в качестве высоковольтных ключей, в импульсных блоках питания телекоммуникационных и серверных систем.

БТИЗ активно применяется в источниках бесперебойного питания, а также в сварочных инверторах