IGBT-transistori
Salonen, Janne (2013)
Salonen, Janne
Tampereen ammattikorkeakoulu
2013
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013121120929
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2013121120929
Tiivistelmä
Työn tavoitteena on tutustua IGBT-transistorin toimintaan. Sain aiheen opinnäytetyöhön opettajan vinkistä, ja sattumalta luin myös Tekniikan Maailma-lehteä, jossa kerrottiin sähkövetureista. Sähkövetureissa käytettiin IGBT-transistoria sähkömoottorin ohjaukseen.
Puolijohteet johtavat paremmin kuin eristeet, mutta huonommin kuin johteet. Puolijohteet valmistetaan lisäämällä niihin vieraita atomeja. Puolijohderakennetta on kahdenlaista: N- ja P-tyyppistä materiaalia.
Bipolaaritransistoreita on kahdenlaista tyyppiä: NPN- ja PNP-transistoreita. Transistori alkaa johtaa, kun transistorin kannalla oleva noin 0,5 V kynnysjännite ylitetään. Kollektorivirran ja kantavirran suhdetta sanotaan vahvistukseksi, jonka lyhenne on hFE.
MOSFET:iä on olemassa sulku- ja avaustyyppistä. MOSFET:in hilalle tuotu ohjausjännite avaa kanavan emitteriltä kollektorille.
IGBT-transistori on sekoitus bipolaaritransistoria ja MOSFET:iä. IGBT-transistori näyttää kollektoripuolelta bipolaaritransistorilta ja ohjauspuolelta MOSFET:iltä. IGBT-transistoria käytetään kytkimenä. IGBT-transistorilla voi olla kaksi eri rakennetta: PT-arkkitehtuuri ja NPT-arkkitehtuuri.
Kahdella erityyppisellä transistorilla tehtiin testikytkentä, jossa mitattiin, missä vaiheessa transistorit alkavat johtaa. Lisäksi mitattiin transistorien kytkeytymis- ja katkaisuviiveet sekä mitattiin ja laskettiin hilavaraus. Saturaatiojännite mitattiin sekä kollektorivirran että hilajännitteen funktiona. Osaa mitatuista arvoista verrattiin datalehdestä saatuihin arvoihin.
Puolijohteet johtavat paremmin kuin eristeet, mutta huonommin kuin johteet. Puolijohteet valmistetaan lisäämällä niihin vieraita atomeja. Puolijohderakennetta on kahdenlaista: N- ja P-tyyppistä materiaalia.
Bipolaaritransistoreita on kahdenlaista tyyppiä: NPN- ja PNP-transistoreita. Transistori alkaa johtaa, kun transistorin kannalla oleva noin 0,5 V kynnysjännite ylitetään. Kollektorivirran ja kantavirran suhdetta sanotaan vahvistukseksi, jonka lyhenne on hFE.
MOSFET:iä on olemassa sulku- ja avaustyyppistä. MOSFET:in hilalle tuotu ohjausjännite avaa kanavan emitteriltä kollektorille.
IGBT-transistori on sekoitus bipolaaritransistoria ja MOSFET:iä. IGBT-transistori näyttää kollektoripuolelta bipolaaritransistorilta ja ohjauspuolelta MOSFET:iltä. IGBT-transistoria käytetään kytkimenä. IGBT-transistorilla voi olla kaksi eri rakennetta: PT-arkkitehtuuri ja NPT-arkkitehtuuri.
Kahdella erityyppisellä transistorilla tehtiin testikytkentä, jossa mitattiin, missä vaiheessa transistorit alkavat johtaa. Lisäksi mitattiin transistorien kytkeytymis- ja katkaisuviiveet sekä mitattiin ja laskettiin hilavaraus. Saturaatiojännite mitattiin sekä kollektorivirran että hilajännitteen funktiona. Osaa mitatuista arvoista verrattiin datalehdestä saatuihin arvoihin.