Isolerede portbipolære transistorer

VERDENS MEST ISOLEREDE FOLK (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Isolerede portbipolære transistorer

Diskrete halvleder enheder og kredsløb


Spørgsmål 1

Hvad er en isoleret portbipolar transistor (IGBT), og hvilke fordele giver IGBT over både power MOSFET og traditionelle BJT-enheder "# 1"> Reveal svar Skjul svar

IGBT er en hybrid enhed, der kombinerer de bedste attributter af MOSFET og BJT i ​​en enkelt komponent.

Opfølgningsspørgsmål: Beskriv nogle typiske anvendelser til IGBT, der gør brug af disse fordele.

Bemærkninger:

Det givne svar er nøjagtigt, men ikke meget specifikt. Bed dine elever om at forklare præcis, hvilke attributter MOSFET og BJT udstilles af IGBT, og hvorfor.

Spørgsmål 2

Udfør det skematiske diagram, der viser et ækvivalent kredsløb for en N-kanal IGBT, ved hjælp af en N-kanal E-type MOSFET og en PNP bipolær transistor:

Reveal svar Skjul svar

Bemærkninger:

Du bør diskutere med dine elever det faktum, at IGBT'erne faktisk ikke er lavet af to diskrete transistorer forbundet som vist. I stedet fremstilles de som monolitiske enheder, alle på samme halvledersubstrat. Modellen af ​​en IGBT, der består af en MOSFET koblet til en BJT, ligner den model, der almindeligvis anvendes til at efterligne et SCR: et kredsløb, hvis eneste formål er at vise driften af ​​en særlig enhed i form af andre, velforståelige enheder.

Spørgsmål 3

Det tilsvarende kredsløb for en IGBT - bestående af en MOSFET koblet til en BJT - har lighed med et par andre BJT kredsløb, du måske har set før:

Hvilke af disse to parret-BJT-kredsløb ligner mest IGBT-ækvivalent kredsløb, hvad angår hvilke to terminaler styresignalspændingen skal anvendes mellem for at tænde enheden på "# 3"> Reveal svar Skjul svar

Sziklai-parret ligner mest IGBT-ækvivalent kredsløb.

Bemærkninger:

Det er vigtigt for eleverne at indse, hvilke to terminaler i enheden indgangen (kontrol) signal skal anvendes til for at tænde for enheden. Dette er virkelig meningen med spørgsmålet, ikke så meget en anmeldelse af Darlington versus Sziklai par.

Spørgsmål 4

Tegn et komplet skematisk diagram, der viser, hvordan denne IGBT kan bruges til at styre en DC-motor ved kommandoen til skifteknap:

Bemærk: DC-spændingen er 240 VDC, og IGBT's maksimale gate-to-emitter-styrespænding er 20 volt!

Reveal svar Skjul svar

Opfølgningsspørgsmål: Beregn de værdier, der er nødvendige for de viste to modstande, for at tilvejebringe en spænding på 10 volt ved hjælp af 1/2 watt modstande.

Udfordringsspørgsmål: hvorfor kan det være en god ide at medtage en diode i kredsløbet, som dette "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/01192x03.png">

Bemærkninger:

Spørg dine elever om hvilket formål spændingsdeleren tjener. Det første formål bør være indlysende, som antydet i "Note" i slutningen af ​​spørgsmålet. Men et andet formål er ikke så indlysende. Hvis den nederste modstand skulle svigte åben, ville IGBT tænde, når afbryderen lukker, men det ville ikke slukke (i hvert fald ikke pålideligt), når kontakten åbnes! Præsenter dette scenarie for dine elever, og bede dem om at forklare, hvorfor dette ville ske.

Tjek dine elevernes matematik, når de præsenterer modstandsværdier. Må ikke blive overrasket, hvis nogle studerende angiver modstandsværdierne, så den faktiske strømafbrydelse kører lige ved 1/2 watt hver! Brug dette som en mulighed for at diskutere komponent pålidelighed i forhold til magtfordeling og god teknik praksis.

Hvad angår udfordringsspørgsmålet, er diode ikke der for at tilvejebringe en vej til induktiv "frihjulet" strøm. Nogle af jeres elever kan foreslå dette som deres formål, men en tæt undersøgelse af polariteten vil vise andet. Det rigtige svar på dette spørgsmål, i forbindelse med et DC-motorstyringskredsløb, har at gøre med DC-motorer.

Spørgsmål 5

Undersøg det skematiske diagram for dette fotografiske strobe lysstyringssystem:

Forklar dets drift, og forklar hvorfor en IGBT er en god transistor type til denne applikation.

Reveal svar Skjul svar

Når IGBT er tændt, udvikler "trigger" -transformeren en højspændingsimpuls på flashrørets udløsertråd, der ioniserer xenon-gasen indeni og tillader en strømstyrke af strøm til at passere mellem rørets hovedelektroder. Da IGBT også håndterer rørets hovedstrøm, er det i stand til at slukke stroben lige så nemt som den tændte.

Bemærkninger:

Selvom eleverne aldrig har set et strobe-lys kredsløb, skal de i det mindste være i stand til at bestemme, hvad der sker, når transistoren øjeblikkeligt bliver tændt. "Det faktum, at professionelle flashrør kræver strømme på over hundrede ampere, er ikke tydeligt fra dette skematisk, så du bør nævne denne kendsgerning i diskussionen.

Dette skema blev tilpasset (forenklet) fra en, der findes i Fairchild IGBT ansøgnings notat (AN9006 - IGBT Application Note For Camera Strobe ").

  • ← Forrige regneark

  • Regneark Indeks

  • Næste regneark →