In der Industrie hat sich der Insulated Gate Bipolar Transistor, kurz IGBT, zu einem der am häufigsten genutzten Leistungshalbleiter entwickelt. Als zentraler Baustein in Stromrichtern wird er unter anderem für elektrische Antriebe, Solar- und Windkraftanlagen oder Batterieladesysteme verwendet.
Wir von Blume Elektronik halten für Sie hochwertige diskrete Module wie etwa die IGBT Module für diverse Einsatzoptionen bereit. Mit den vorgefertigten Bauelementen lässt sich Zeit sowie Budget sparen und Sie sind flexibler in Ihrem Vorhaben. Entdecken Sie in unserem Onlineshop die passenden Transistoren für Ihre Projekte. Gern unterstützen wir Sie bei Bedarf bei der Suche nach dem idealen Modul.
Aufbau und Funktionsweise des Insulated Gate Bipolar Transistor
Der IGBT ermöglicht hierbei eine extrem schnelle und verlustarme Schaltung von elektrischen Strömen. Daher gilt er allgemein als unkomplizierter Leistungsschalter.
Wie die Bezeichnung bereits besagt, handelt es sich bei dem IGBT um einen Bipolar-Transistor mit isoliertem Gate. In der Struktur gleicht das Gate einem MOSFET. Daher vereint ein IGBT die Eigenschaften von Bipolar-Transistoren und MOSFETs:
- Hohe Stromtragfähigkeit
- Hohe Sperrspannung
- Kapazitive, nahezu leistungslose Ansteuerbarkeit
Die IGBT Module weisen verschiedene Bauformen auf, je nach Höhe der Sperrspannung. Für kleinere Spannungen erfüllen diskrete Gehäuse die Anforderungen, bei größeren für Hochleistungsbauteile kommt die Modulbauform zum Einsatz. Weitverbreitete Gehäusebauformen sind die TO-Serien. Im höheren und höchsten Leistungsbereich werden die SMD-Gehäuse verwendet.
Die Funktionsweise ergibt sich bei einem IGBT aus der Integration auf der Chip-Ebene. Die Kontakte zum Bauelement bestehen hierbei aus dem Kollektor, dem Gate und dem Emitter. Steuert eine positive Gate-Emitter-Spannung den MOSFET im IGBT auf, treibt die anliegende Spannung am Kollektor den Basisstrom durch den Bipolar-Transistor und den MOSFET. Dadurch wird der Bipolar-Transistor eingeschaltet. Der Laststrom fließt. In umgekehrter Reihenfolge schnürt eine Spannung den MOSFET ab, woraufhin der Basisstrom zum Erliegen kommt. In der Konsequenz schaltet sich der Bipolar-Transistor aus.
Einsatzmöglichkeiten von IGBT Modulen
Der IGBT eignet sich dank der hohen Sperrspannung, Robustheit und dem guten Durchlassverhalten optimal als steuerbarer Stromrichter. Es sind hohe Ströme bis circa 3.000 Ampere sowie Vorwärts-Sperrspannungen bis 6.600 Volt möglich. Aus diesem Grund ersetzen die Module in der Antriebstechnik zunehmend die älteren GTO-Thyristoren. Wir bieten IGBT Module mit maximalen Sperrspannungen von 600 bis 1200 Volt an.
Nachfolgend erhalten Sie eine Übersicht der möglichen Einsatzgebiete von IGBT Modulen:
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- Schaltnetzteile
- Frequenzumrichter in der Antriebstechnik, in Induktionsöfen und Induktionskochfeldern
- Hochfrequenzgeneratoren und Rundfunksender
- Gleichstromsteller
- USV-Anlagen
- Dimmer in Verbindung mit elektronischen Transformatoren (z. B. für Halogen-Niedervoltlampen)
- Phasenanschnittsteuerungen
- Hochspannungsgleichstromübertragung
- Wechselrichter
- Halbleiter-Relais
- Schweißgeräte
Stromrichter in verschiedenen Varianten und mehr elektronische Bauteile
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