IGBT- транзистори

• До 70-х років XX століття в якості силових напівпровідникових приладів, крім тиристора, використовувалися біполярні транзистори.
Їх ефективність була обмежена декількома недоліками:

• необхідність великого струму бази для включення;

• наявність при замиканні струмового «хвоста», оскільки струм колектора не спадає миттєво після зняття струму управління - з'являється опір в ланцюзі колектора, і транзистор нагрівається;

• залежність параметрів від температури;

• напруга насичення ланцюга колектор-емітер обмежує мінімальну робочу напругу.

Головний плюс БТ:

• низьке значення залишкової напруги у включеному стані

С появлением полевых транзисторов, выполненных по технологии МОП (англ. MOSFET), ситуация изменилась. В отличие от биполярных, полевые транзисторы:

• управляється не струмом, а напругою;
• їх параметри не так сильно залежать від температури;
• їх робоча напруга теоретично не має нижньої межі завдяки використанню багатокомірчастих СБИС;
• мають низький опір каналу (до одиниць МіліОм);
• можуть працювати в широкому діапазоні струмів (від міліампер до сотень ампер);
• мають високу частоту перемикання (сотні кілогерц і більше);
• високі робочі напруги при великих лінійних і навантажувальних зміни, важких робочих циклах і низьких вихідних потужностях.

Полевые МОП-транзисторы легко управляются, что свойственно транзисторам с изолированным затвором, и имеют встроенный диод утечки для ограничения случайных бросков тока. Типичные применения этих транзисторов — разнообразные импульсные преобразователи напряжения с высокими рабочими частотами, и даже аудио усилители (так называемого класса D).

В НИИ «Пульсар» ещё в 1979 г. были предложены составные транзисторы с управлением мощным биполярным транзистором от полевого транзистора с изолированным затвором. Было показано, что выходные токи и напряжения составных структур определяются биполярным транзистором, а входные — полевым. Было доказано, что биполярный транзистор в ключе на составном транзисторе не насыщается, что резко уменьшает задержку при выключении ключа

IGBT

Набагато пізніше, в 1985 р., був розроблений біполярний транзистор з ізольованим затвором (IGBT) з повністю пласкою структурою (без V-каналу) і більш високими робочими напругами. Це сталося майже одночасно в лабораторіях фірм General Electric в місті Schenectady (штат Нью-Йорк) і в RCA в Princeton (Нью Джерсі). Спочатку пристрій називали COMFET, GEMFET або IGFET. У минулому десятилітті прийняли назву IGBT.

Цей пристрій має такі переваги: