Wat is IGBT?

Insulated-gate bipolaire transistor. Wordt aangestuurd via een MOS-gate en bereikt dankzij geleidingsmodulatie een lage aan-spanning, ook bij hoge doorslagspanning.

Japanse benaming: IGBT

“IGBT” komt voor in 18 oefenvragen uit 7 onderwerpen, bijv. Vermogenshalfgeleiders, Halfgeleiders voor auto's en functionele veiligheid, Siliciumwafers.

Vakgebied: Vermogenshalfgeleiders

Nu oefenen: vragen over IGBT

Welke uitspraak over de IGBT is juist?

  1. AEen component met twee aansluitingen en slechts twee pn-juncties
  2. BEen component die met een MOS-gate wordt aangestuurd en door geleidbaarheidsmodulatie via bipolaire werking een lage aan-spanning krijgt
  3. CEen thyristor die door belichting geleidend wordt
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Een component die met een MOS-gate wordt aangestuurd en door geleidbaarheidsmodulatie via bipolaire werking een lage aan-spanning krijgt

Een IGBT is een component die de ingang van een MOSFET combineert met de uitgang van een bipolaire transistor, met een extra p+-laag aan de drainzijde. Hij wordt met spanning aangestuurd, zodat de aandrijfschakeling eenvoudig is, en in de aan-toestand verlagen de vanuit de p+-laag geïnjecteerde gaten de weerstand van de driftlaag sterk (geleidbaarheidsmodulatie), waardoor de aan-spanning ook bij hoge doorslagspanningen van 600 V tot 6,5 kV laag kan zijn. Hij is de hoofdcomponent in EV’s, spoorwegen en industriële omvormers, maar is vanwege de staartstroom minder geschikt voor hoge frequenties.

Hoe heet het verschijnsel waarbij bij het uitschakelen van een IGBT de stroom door opgeslagen minderheidsladingdragers niet direct 0 wordt maar nog een staart houdt?

  1. AInschakelstroom
  2. BStaartstroom (tail current)
  3. CDonkerstroom
Antwoord en toelichting tonen

Antwoord: B. Staartstroom (tail current)

Een IGBT injecteert in de aan-toestand minderheidsladingdragers (gaten) in de driftlaag om de weerstand te verlagen, zodat bij het uitschakelen de stroom blijft vloeien totdat deze door recombinatie of afvoer zijn verdwenen. Dit is de staartstroom; omdat ze vloeit terwijl de spanning al is gestegen, is ze een belangrijke oorzaak van uitschakelverlies en beperkt ze de schakelfrequentie van IGBT’s tot enkele tientallen kHz of minder. Ze wordt korter gemaakt met levensduurregeling en een field-stopstructuur. Een MOSFET heeft ze niet.

“IGBT” in de toelichting

Vragen met “IGBT” (18)

  1. Welke uitspraak over de IGBT is juist?
  2. Hoe heet het verschijnsel waarbij bij het uitschakelen van een IGBT de stroom door opgeslagen minderheidsladingdragers niet direct 0 wordt maar nog een staart houdt?
  3. Welke uitspraak over het gebruikelijke onderscheid in toepassing tussen silicium-MOSFET’s en IGBT’s is juist?
  4. Wat is de belangrijkste reden dat bij het aansturen van SiC-MOSFET’s en IGBT’s in de uit-toestand soms een negatieve spanning (bijvoorbeeld −3 tot −5 V) op de gate wordt gezet?
  5. Wat is de meest geschikte aanpak voor de keuze tussen IGBT, SiC-MOSFET en GaN-HEMT bij vermogensconversie in elektrische voertuigen?
  6. Wat is een typische factor die de levensduur van minderheidsladingdragers in silicium verkort?
  7. Hoe heet het verschijnsel waarbij bij een voorwaartse stroom door een PIN-diode grote hoeveelheden ladingdragers in de i-laag worden geïnjecteerd en de weerstand sterk daalt?
  8. Welke uitspraak over het verschil in sturing tussen een bipolaire transistor en een MOSFET is juist?
  9. Wat is het belangrijkste voordeel van SiC-vermogenscomponenten in de omvormer van een elektrische auto?
  10. Welke maat geeft aan hoe lang een vermogenscomponent een kortsluiting in een omvormer, zoals het gelijktijdig inschakelen van de bovenste en onderste schakelaar, kan doorstaan zonder te worden vernietigd?
  11. Wat is het doel van een korte periode (dode tijd, dead time) waarin beide schakelaars uit staan bij het omschakelen tussen de bovenste en onderste schakelaar van een omvormer?
  12. Wat is de juiste hoofdrol van vermogenshalfgeleiders?
  13. Wat is het belangrijkste voordeel van de trenchgatestructuur bij vermogens-MOSFET’s, waarbij de gate is ingebed in een in het silicium gegraven sleuf?
  14. Welke combinatie van de componenten waarop AEC-Q100, AEC-Q101 en AEC-Q200, de normen voor kwalificatietests van elektronische componenten voor auto's, voornamelijk betrekking hebben, is juist?
  15. Welke eigenschap van met de FZ-methode (floating-zone-methode) vervaardigd monokristallijn silicium is juist?

Vergelijkingen met deze term

Verwante termen

SiC (siliciumcarbide) Staartstroom (tail current) Geleidbaarheidsmodulatie Aan-weerstand (on-resistance) GaN (galliumnitride) Vermogens-MOSFET (power MOSFET) Via Drempelspanning (threshold voltage) HEMT (high electron mobility transistor) SRH-recombinatie (Shockley-Read-Hall-recombinatie)

Naar de woordenlijst