IGBT-транзисторлар
. Әр түрлі құрылғыларды басқару үшін (қосу
жəне сөндіру) электрмагнитті реледен басқа жартылай өткізгіш құрал-
дарды— транзисторлар жəне тиристорлар пайдалануға болады (кейде
тринисторлар деп те аталады). Бұнда түйіспелерді қолдану толығымен
жойылады, ол олардың габариттік өлшемдері жəне салмағын азайтып,
басқару жүйелерінің сенімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Өкінішке
орай, транзисторлардың көпшілігі, көптеген жағдайларда тиристорлар
да үлкен кернеулерде жұмыс істей алмайды жəне үлкен токтарды ком-
мутациялай алмайды. 1990-жылдардың басында «IGBT-транзисто¬р-
лары» деп аталған жаңа типті транзисторлар пайда болды, яғни оқша-
П.19-сурет. IGBT-транзистор ысы-
рмасындағы кернеуден коллектор
тогының тəуелділігі
П.20-сур. IGBT-транзисторының
сыртқы сипаттамасы
232
П.21-сурет. Электрмагнитті релені (а) жəне IGBT-транзисторды (б) пайда-
ланумен басқару схемалары
уланған ысырмалы биполярлық транзисторлар (Insulated Gate Bipolar
Transistor). Қазіргі уақытта олар өзінің деректері бойынша əдеттегі
транзисторлардан да, басқарудың жəне коммутациялық шығындар-
дың аз қуаттылықтарына, артық жүк беріктігі жəне коммутациялардың
жоғары жылдамдығына ие болып тиристорлардан да асып түседі.
Құрылымдық IGBT-транзистор əр түрлі типті өткізгіштік жарты-
лай өткізгіш бірнеше қабаттар үйлесімін құрайды. Мəнісі жағынан ол
биполярлық транзистор жəне МОП-транзистор (оқшауланған ысырма-
мен далалық транзистор) үйлесімі болып табылады. Онда үш шығару
бар: эмиттер, коллектор (биполярлық транзистор сияқты) жəне ысырма
(МОП-транзисторы сияқты) бар. Көбіне осы шығарулар E, С, G латын
əріптерімен белгіленеді (П.18-сурет).
Транзисторды басқару ысырмадағы кернеудің өзгеруімен жүзеге
асырылады. Толығымен ашылған транзисторда кернеудің тік түсуі би-
полярлық транзисторлардағыдай мардымсыз. Параллель IGBT-транзи-
сторлар əдетте кері бағытта шағын диодты қосады, ол индуктивтіліктің
болуымен туындаған кері токтың өтуі үшін транзисторды сөндіруде
қажет шағын диодты қамтиды (тізбектегі индуктивті жүктемедегі ток
өзгере алмайды, сол себепті диод болмағанда транзисторда үлкен кер-
неулер пайда болуы мүмкін).
IGBT-транзисторының маңызды сипаттамасы коллектор-эмиттер
тізбегіндегі ысырмадағы кернеуден ток тəуелділігі болып табылады
(П.19-сурет). Осындай транзисторлар көбіне кілтті режимде жұмыс
істейтін болғандықтан (толығымен ашық немесе толығымен жабық),
онда транзистор жұмысының режимінің өзгеруі болатын ысырмадағы
233
2
1
С
кернеу деңгейлерін білу маңызды. П.19-суретінде көрсетілгендей, тран-
зистор
U
кернеуінде ашыла бастайды, ол коллектор – эмиттер тізбегін-
дегі токтың пайда болуына əкеледі.
U
кернеуде транзистор толығымен
ашылады жəне B
ток ең жоғары мəніне жетеді. IGBT-транзисторының
сыртқы сипаттамасы П.20-суретінде келтірілген. Ол коллектор тоғына
байланысты транзистордағы кернеудің өзгеруін көрсетеді.
Қазіргі IGBT-транзисторлар 1000 А артық токтарда жəне 6 кВ артық
кернеулерде жұмыс істей алады.
Қандай да бір объектілермен (құрылғылармен) басқару тізбегіне
IGBT-транзисторын қосу өте қарапайым жүзеге асырылады. Алдын
ала құрылғыны шығарудан электрмагнитті реленің орамының орнына
кернеу (фотореле, жарық релесі, ток шектеуіші жəне т.б.) транзисторға
тікелей əкеледі (ысырма жəне эмиттер арасында, ысырмаға «қосу»),
электрмагнитті реле түйіспелерінің орнына коллектор жəне эмиттер
шығарулары пайдаланылады (П.21-сурет). IGBT-транзистордың ысыр-
масының тізбегіндегі ток өте аз (əдеттегі далалық транзистордағыдай),
бұл тізбек қуатты мүлде тұтынбайды, сол себепті электр аппаратының
тізбегіндегі қуатты күшейткішті пайдалану қажеттілігі жойылды.
Кейде транзистормен басқарылатын тізбекке қызмет көрсетуші
персонал тізбектің ажырауын көруі жəне қандай да бір регламенттік
жұмыстарды өткізуге қорықпауы үшін қолмен іске келтірілетін ажы-
ратқышты қосу керек.
IGBT-транзисторлар электромагнитті релеге қарағанда əлі қымбат,
бірақ олардың жоғары сенімділігі мен ұзақ мерзімділігінің арқасында
мұндай транзисторлары бар электр жабдықтарды орнату жəне пайдала-
нудың жиынтық шығыстары төмен болып шығады.
234
Достарыңызбен бөлісу: |
