O que é um módulo IGBT?

Perguntado por: ccardoso . Última atualização: 7 de maio de 2023
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O IGBT é um transistor de efeito de campo bipolar que combina as características dos transistores MOSFET e BJT. Ele é amplamente utilizado em aplicações de potência, como motores elétricos, conversores DC-DC, inversores, retificadores e outros dispositivos eletrônicos.

O transistor IGBT é usado para o controle de motores, fontes chaveadas, solenóides, e em outras áreas onde o domínio de correntes mais altas a partir de tensões é necessária.

Um dos componentes que contribuíram para o avanço da eletrônica de potência é o IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) – Transistor Bipolar de Porta Isolada.

Para os tipos básicos de IGBT e MOSFET a diferença principal está na estrutura interna. Enquanto no MOSFET a conexão de dreno está em contacto direto com a capama -n, no IGBT existe uma camada adicional +p que é justamente o elemento bipolar.

A função básica de um IGBT é o chaveamento mais rápido possível das correntes elétricas com as menores perdas possíveis. Como o nome sugere, um IGBT é um transístor bipolar com uma estrutura de porta isolada; a própria porta é basicamente um MOSFET.

Um dos testes mais comuns para a prova de um IGBT é o teste dinâmico que consiste em se colocar como carga uma lâmpada de 40 a 100 W no seu coletor e alimentar o circuito com uma tensão de até 20 VDC. Com a comporta ligada ao emissor do transistor, ele deve permanecer no corte e com isso a lâmpada apagada.

O IGBT reúne a facilidade de acionamento dos MOSFET's e sua elevada impedância de entrada com as pequenas perdas em condução dos TBP (Transistores Bipolares de Potência). Sua velocidade de chaveamento é determinada, a princípio, pelas características mais lentas – as quais são devidas às características do TBP.

Quanto menor a freqüência de chaveamento, maior o ruído produzido pelo motor, menor a precisão da tensão gerada pelos transistores, porém, aumenta a vida útil dos IGBT's. Geralmente a faixa de ajuste da freqüência de chaveamento da maioria das marcas de inversores e na faixa de 1,25kHz a 10kHz.

Trata-se de RUSSEL SHOEMAKER OHL que nasceu em 1898 e morreu em 1987.

Mosfet comum: É muito utilizado em equipamentos eletrônicos para amplificar sinais sendo bastante encontrado em amplificadores de áudio pois ele dá o retorno de um maior potencial para reproduzir o som além de influenciar na qualidade do áudio.

Para o caso dos MOSFETs eles possuem internamente um diodo anti-paralelo no próprio chip, conforme mostra a figura 1, o qual serve para absorver esses pulsos de polaridade inversa que são gerados na comutação de cargas indutivas. O manuseio direto do componente pode causar danos se ocorrer uma descarga eletrostática.

Uma desvantagem do IGBT em relação ao BJT padrão é o tempo mais lento para o desligamento. Para comutação rápida e capacidade de manipulação de alta corrente, é difícil bater o transistor de junção bipolar.

O MOSFET controla a corrente entre dreno e fonte a partir de uma tensão de entrada. O resultado é um dispositivo de muito alta impedância de entrada. Para um MOSFET podemos considerar a região que interliga o dreno à fonte, ou seja, o canal, como um resistor.

O transistor MOSFET (acrônimo de Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, ou transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico), é, de longe, o tipo mais comum de transistores de efeito de campo em circuitos tanto digitais quanto analógicos.

Um MOSFET, comparado com outros dispositivos semicondutores de potência (IGBT, Tiristor...), tem como vantagens a alta velocidade de comutação e boa eficiência em baixa voltagem. Compartilha com o IGBT uma ponte isolada que torna mais fácil sua condução.

Para verificar se o MOSFET ligou, teste os terminais entre Dreno e Source com um multímetro na posição de diodo, conforme a figura a seguir: Se a tensão for próxima de 0V indica que o transistor ligou, pois existe condução entre os terminais.

Os dois tipos de MOSFET são: (1) depleção e (2) intensificação.

Desvantagens do inversor de frequência

  • Custo inicial relativamente alto;
  • Grande quantidade de componentes sofisticados que requerem técnicos especializados para a manutenção;
  • Limitação do uso em sistemas de bombeamento de líquido com partículas em suspensão.