Souběžně se studiem vlastností polovodičů došlo také ke zdokonalování technologie výroby zařízení na nich založených. Postupně se objevovalo stále více nových prvků s dobrými výkonnostními charakteristikami. První IGBT tranzistor se objevil v roce 1985 a kombinoval jedinečné vlastnosti bipolárních a polních struktur. Jak se ukázalo, tyto dva typy polovodičových součástek známých v té době spolu mohly dobře „vycházet“. Právě oni vytvořili strukturu, která se stala inovativní a postupně si získala obrovskou oblibu mezi vývojáři elektronických obvodů. Samotná zkratka IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) odkazuje na vytvoření hybridního obvodu založeného na bipolárních a field-effect tranzistorech. Současně byla schopnost pracovat s vysokými proudy v silových obvodech jedné struktury kombinována s vysokým vstupním odporem druhé.
Moderní IGBT se liší od svého předchůdce. Faktem je, že technologie jejich výroby se postupně zdokonalovala. Od vzhledu prvního prvku s takovýmistruktura, její hlavní parametry se změnily k lepšímu:
-
igbt tranzistor Spínací napětí se zvýšilo z 1000V na 4500V. To umožnilo použití výkonových modulů při práci ve vysokonapěťových obvodech. Diskrétní prvky a moduly se staly spolehlivějšími při práci s indukčností v napájecím obvodu a více chráněny před impulsním šumem.
- Spínací proud pro diskrétní prvky vzrostl na 600A v diskrétním a až 1800A v modulárním provedení. To umožnilo spínat vysokovýkonové proudové obvody a používat IGBT tranzistor pro práci s motory, ohřívači, různými průmyslovými aplikacemi atd.
- Přímý pokles napětí v zapnutém stavu klesl na 1V. To umožnilo zmenšit plochu radiátorů odvádějících teplo a zároveň snížit riziko selhání v důsledku tepelného průrazu.
- Spínací frekvence v moderních zařízeních dosahuje 75 Hz, což umožňuje jejich použití v inovativních schématech ovládání elektrických pohonů. Zejména se s úspěchem používají ve frekvenčních měničích. Taková zařízení jsou vybavena PWM regulátorem, který pracuje ve spojení s modulem, jehož hlavním prvkem je IGBT tranzistor. Frekvenční měniče postupně nahrazují tradiční schémata ovládání elektrického pohonu.
-
igbt tranzistorové ovládání Výkon zařízení se také výrazně zvýšil. Moderní IGBT tranzistory mají di/dt=200 µs. To se týká času stráveného napovolit zakázat. Oproti prvním vzorkům se výkon zvýšil pětkrát. Zvýšení tohoto parametru ovlivňuje možnou spínací frekvenci, což je důležité při práci se zařízeními, která implementují princip PWM řízení.
Vylepšení byly také elektronické obvody, které ovládaly IGBT tranzistor. Hlavní požadavky, které na ně byly kladeny, bylo zajistit bezpečné a spolehlivé spínání zařízení. Musí vzít v úvahu všechny slabiny tranzistoru, zejména jeho „strach“z přepětí a statické elektřiny.
