Inhaltsverzeichnis
- Was ist ein IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor)?
- Wie funktioniert ein IGBT?
- Welche Arten von IGBTs gibt es?
- Wo werden IGBTs eingesetzt?
Was ist ein IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor)?
Ein Insulated-Gate Bipolar Transistor (dt.: Bipolartransistor mit isolierter Gate-Elektrode) ist ein Halbleiter-Bauelement, das hauptsächlich in der Leistungselektronik eingesetzt wird. Es kombiniert die Vorteile eines MOSFETs und Bipolar-Transistoren, um ein hochleistungsfähiges Schaltelement zu schaffen. Ein IGBT kann hohe Spannungen und Ströme schalten, was ihn zu einer beliebten Wahl in Anwendungen wie Motorsteuerungen, Wechselrichtern und Leistungsfaktorkorrektur-Schaltungen macht.
Wie funktioniert ein IGBT?
Der IGBT besteht aus vier Schichten von Halbleitermaterial, ähnlich wie ein bipolarer Transistor, hat jedoch zusätzlich eine isolierende Gate-Schicht wie ein MOSFET. Diese Struktur ermöglicht es, dass der IGBT die hohe Eingangsimpedanz eines MOSFETs mit der niedrigen Sättigungsspannung eines Bipolartransistors kombiniert.
Was ist der Unterschied zwischen MOSFET und IGBT?
MOSFETs eignen sich aufgrund ihrer geringen Durchlassverluste bei niedrigen Spannungen besonders für Anwendungen mit hohen Frequenzen, während IGBTs mit ihrer höheren Leistungsdichte ideal für Anwendungen mit hohen Spannungen sind.
Welche Arten von IGBTs gibt es?
Es gibt verschiedene Arten von IGBTs, die sich hauptsächlich durch die Struktur des Halbleitermaterials unterscheiden. Zwei Haupttypen sind der „punch-through“ (PT) IGBT und der „non-punch-through“ (NPT) IGBT. PT-IGBTs haben eine dünnere Driftzone, was sie schneller schalten lässt, während NPT-IGBTs eine dickere Driftzone haben, was sie robuster gegenüber Belastungen macht.
Wo werden IGBTs eingesetzt?
IGBTs finden in vielen Bereichen der Elektronikentwicklung Verwendung, insbesondere dort, wo es auf die effiziente Schaltung hoher Ströme ankommt. Hier sind einige typische Anwendungsbereiche:
- Wechselrichter: Bei Solarwechselrichtern und Wechselrichtern für die Energieversorgung sind IGBTs sehr beliebt, da sie die effiziente Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom ermöglichen.
- Motorsteuerungen: IGBTs werden in variablen Geschwindigkeitsantrieben und elektrischen Antriebssystemen verwendet, um die präzise Steuerung der Motordrehzahl zu ermöglichen.
- Elektroautos: In der Leistungselektronik von Elektrofahrzeugen werden IGBTs für die Batterieladung und -entladung eingesetzt.
Durch ihre hohe Schaltgeschwindigkeit und Robustheit sind IGBTs eine wichtige Komponente in vielen modernen elektronischen Systemen.
