IGBT คออะไร? IGBT ทาหนาทอะไร?

สวสดครบ ยนดตอนรบทกทานเขาสชอง ZimZimDIY สำหรบวนนผมจะมาอธบาย อปกรณ อเลกทรอนกสตวหนง ชอวา IGBT ซง IGBT ชวงหลงๆมาน ตวมน เรมไดรบความนยม เปนอยางมาก ซงทางชอง จะขออธบายในแบบ ตามความเขาใจของผมเอง อธบายแบบงายๆ สไตลชอง ZimZim ละกนนะครบ สำหรบ IGBT เราจะเหน ตวมนใชเปนสวนประกอบหลกของพวก ตเชอม Inverter ใน ทวพลาสมา กม เตาแมเหลกไฟฟา กใชกนคอนขางเยอะ แลว IGBT คออะไร ? IGBT กคอ อปกรณอเลกทรอนกส สารกงตวนำชนดหนง ท ควบคมการเปดปดของกระแสไฟฟาดวยแรงดนอนนอยนด ชอเตมของมนกคอ Insulated Gate Bipolar Transistor ทนำขอดของ ทรานซสเตอร กบ มอสเฟสมารวมกน ขอดของ ทรานซสเตอรกคอ มเอาตพตอมพแดนซตำ พดงายๆกคอ พวกแรงดนสามารถไหลผานไดมาก ทนแรงดนไดด สวน ขอดของ มอสเฟต กคอ มอนพตอมพแดนซสง พดงายๆกคอ แทบทจะไมใชกระแสในการไบอสเลย แตจะใชแรงดน เลกๆ นะครบมากระตนการทำงาน สงผลใหวงจรควบคมของมน หรอ พวกวงจร ไดรท สามารถออกแบบไดงายขน และขอดอกประการ กคอ สามารถสวตปดเปดได ไวพอประมาณ IGBT เขากเลยเหมอนกบวา เขาโครงการคนละครง นำขอดของทงคมารวมกน กคอ ดง ขา C และขา E ของทรานซสเตอรมาเปน Output แลวกดง ขา Gate ของมอสเฟสมาใชเปน input เมอเอามายำรวมกน กเลยไดสญลกษณ ทหนาตาเปนแบบน ครบ แนนอนครบวาIGBT มนมทง P-channel และ N-chanel แตคณสมบตของ P type มนจะดอยกวา จงไมคอยนยมใช P-channel เทาไหรนก มาดท โครงสรางของ IGBT กนบางครบ ขางใน จะมอยดวยกน 3 ขว ขวท 1 เปนขว Gate ขวท 2 จะเปนขว Emitter สงเกตวา ขว Emitter เขาจะวางไว 2 ฝงนะครบ แตทง 2 ฝง มนกเชอมตอถงกน มนกเลยเปนขวเดยว และ ขวท 3 จะเปนขว Collector จะวางไวดานลางสด พนผวดานบนเคลอบดวย ซลกอนไดออกไซด Sio2 ซงจะทำหนาทเปนฉนวน ซงจะทำใหขา Gate มนลอยละลองอย จงไมมสวนทสมผส กบชนสวนอนๆ ถาเพอนๆเคยด คลป มอสเฟส หลกการทำงานของขา gate ตรงสวนน มนจะเหมอนกนเปรยบเลยครบ เพอความเขาใจมากยงขน เพอนๆสามารถยอนกลบไปรบชมได ครบ หลงจากนนเขาจะแบงเปน2ชน ชนลางสด เขาจะเรยกวาเปนชน Injector Layer กคอ เขาจะฉดสาร P ลงไป อกชนหนง ทดเหมอน ทอนำ 3 ทาง ตรงน จะเปนพนททมมากทสด เขาจะเรยกวาเปนชน Drift Layer เขาจะใสสาร N เขาไป และตรงขอบมมน เขากจะใส สาร P ลงไป ทง 2 ฝง และตรงสวนสดทาย ทตดกบขว Emiter เขากจะใส สาร N เอาไว สำหรบเครองหมาย หลงN กบ P ตรงนใหเขาใจประมาณวา มการโดปสารทเขมขน หรอความเขมขนของอเลกตรอนจะคอนขางสง สวน เครองหมาย - ตรงนใหเพอนๆเขาใจวา มการโดปสาร ทนอยกวา หรอความเขมขนของอเลกตรอนขอนขางนอย เขาใจตามนนะครบ จะวาไปแลว IGBT กคลายๆกบ ไทรสเตอร เหมอนกนนะครบ อยางพวก SCR นนกคอมการวางชนสาร 4 ชน เหมอนกน แลวกม รอยตอ PN Junction 3 รอย แต SCR การ เปด ปด ของมนเนยะ ทำงาน ไดคอนขางชา จงไมเหมาะสำหรบพวกงานความถ ถาเราลอง พจารณา แค ครงรป กจะเหนไดชด เลยครบ ในสภาวะปกต ถาหากเราเชอมขา C เขากบขว บวก และขา E เชอมตอเขากบขว ลบ กระแสไมสามารถไหลขามผานไปได เพราะวาจะตดชวงรอยตอของ ขอบ P ตรงน ยงถาเรา สลบขวแหลงจาย มนไป กจะยงไปกนใหญ จะตดเพมเปน สองรอยตอ แลวเราจะทำยงไงใหมนนำกระแสได ? ใชแลวละครบ เราจะตอง พยายามทำให พนทตรงน มนเปน N type ใหมากทสด กระแสมนถงจะไหลผานไปได แลวเราทำไดดวยวธไหน ? เราสามารถทำไดโดยมแหลงจายอกชดหนง ซงจะเปนแหลงจายควบคม โดยเราจะใชขวบวกตอเขาทขา Gate พอขา gate ไดรบแรงดนไฟบวก มนกจะมประจไฟบวก มาออกนตรงนครบ และมนกจะสรางสนามแมเหลก บางอยาง ดดอเลกตรอน ทอยใน Ptype เขาไปตดกบตวมน มนกจะม เหมอน มการสรางสะพานเลกๆ ททำใหกระแส สามารถวงไปได ตอนนถาสงเกตทรป อเลกตรอนทมาออมากขน ไดเปลยน ชน P ตรงน กลายเปน ชน N ชวคราว ไปซะแลวครบ และยงเรา เพมแรงดน ขา gate มากเทาไหร สะพานตรงนมนกจะกวางขน กระแสกจะไหลผานไดมากขน พอกระแสไหลไดมากขน พนทตรงน กอาจจะเปดยาวมาถงน เลยกเปนไปไดครบ อนนขนอยกบ บรษทผผลต วาเคาออกแบบผลตภณของเขาแบบไหน ถาดในมมมองของอเลกตรอนทมนวง กจะเปนในลกษณะนครบ และอยาลมวา ขา Emiter มนมทง 2 ฝง มนกไหลไปไดทง 2 ทางนนแหละครบ เมอมนไหลมาเจอะ กนตรงน ทำให IGBT ทเราออกแบบ กระแสไหลไดมากขน IGBT กเลยสามารถ ทนกระแสไดสง เมอนำขอดหลายๆขอมารวมกน เราจงปฎเสธไมไดเลยครบ วาในอกไมชาเราจะพบเจอมนมากขน สำหรบ IGBT ตอนนกอยในชวง พฒนาอยางตอเนอง หลายๆเบอรตอนน เรมสวต ความถสง ไดมากขนเรอยๆ ยงไง ตองตดตามดในอนาคตวาจะจะมอะไรเปลยนแปลงเพมเตมหรอเปลา สำหรบคลปน ผมขอ อธบายไวเทานกอน นะครบ ขอบคณเพอนๆทกทานทตดตามรบชมครบ,

#