Eletrônica – Desmistificando o IGBT

Fala galera, beleza? No post de hoje, falaremos sobre IGBT. Como sempre, abordaremos suas características, um pouco de sua história e suas aplicações práticas. Se você nunca ouviu falar deste componente, fique tranquilo! Porque, neste artigo, vamos esclarecer para você, de uma forma simples, como de praxe aqui do EC. Acompanhe comigo.

O que é um IGBT?

O Insulated Gate Bipolar Transistor, ou transistor bipolar de porta isolada, é um semicondutor de potência, que alia as características do chaveamento dos transistores bipolares e a alta impedância dos MOSFETS, apresentando assim, baixa tensão de saturação e alta capacidade de corrente.

Fonte: https://www.embarcados.com.br/principios-basicos-do-igbt/

Essa imagem vale mais do que mil palavras, rs. Analogamente, o IGBT pode ser considerado como um MOSFET, que aciona o um TJB.

Este componente é relativamente novo, comparado aos outros tipos de transistores. O mesmo fora desenvolvido em meados dos anos 80, sendo ainda aperfeiçoado nos anos 90, para assim ganharem o mercado.

Onde aplicá-lo

Por unir o lado positivo dos transitores bipolares e dos MOSFET, o IGBT tem uma aplicação forte na eletrônica de potência. O mesmo é utilizado, principalmente, nas seguintes aplicações:

  • Inversores de frequência;
  • Sistemas de controle de veículos automotivos;
  • Aquecimento indutivo;
  • Controle de motores CA;
  • Fontes de alimentação;
  • Transmissão em CC;
  • Carregadores de bateria.
IGBT aplicado em um bloco funcional em um inversor de 6 pulsos

Em resumo, o mesmo é muito utilizado como chave eletrônica, trabalhando como On/Off. Tais estados são controlados pela tensão na porta, assim como nos MOSFET.

Em suas aplicações, o mesmo deve ser protegido contra tensões reversas. Geralmente, utiliza-se um diodo ultrarrápido, antiparalelo ao IGBT.

Qual componente escolher?

Bom, estamos apresentando para você, querido leitor, uma série de tipos de transistores: MOSFET, TJB, TUJ. É tanta sigla que confunde rs… E, posso falar que, existem outros semicondutores, dos quais tem aplicações na eletrônica de potência.

Então, qual devo escolher? Que parâmetros devo levar em consideração no projeto, ao determinar qual componente aplicar?

Bom, o gráfico, a seguir, exemplifica bem a aplicação de cada semicondutor, sendo um transistor ou um tiristor. Leva-se em consideração: potência, frequência de trabalho.

Fonte: http://www2.sorocaba.unesp.br/professor/flavioasg/ei/introducao.pdf

Podemos observar que, os dispositivos de chaveamento de maior potência, geralmente, são aplicados em menores frequências. Ou seja, entenda qual será a frequência de trabalho do circuito a ser controlado e a potência do mesmo.

Datasheet e seus principais parâmetros

A folha de dados do componente vai dizer a você tudo o que precisa, para compreender seus limites/aplicações, assim como nos demais transistores. Olhando, praticamente, a primeira página, você já sabe os principais parâmetros e valores máximos deste componente, sendo:

  • Valores máximos de tensão;
  • Valores máximos de corrente;
  • Potência dissipadas;
  • Range de temperatura de operação.

Estes parâmetros, geralmente, já vêm na primeira folha do datasheet e são, facilmente, identificados. Veja o datasheet do GB4062D.

Alguns IGBT já possuem o diodo de proteção interno. Como no caso deste apresentado, que possui um diodo ultrarrápido em antiparalelo.

Para finalizar…

Bom galera, espero que tenham gostado da postagem de hoje! O IGBT é um semicondutor largamente utilizado. E, se você não sabia o que era, espero que de alguma forma tenha contribuído com o seu conhecimento. Nosso objetivo é compartilhar, de forma simples e direta, ajudando as pessoas neste fantástico mundo da Engenharia.

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Muito obrigado e até a próxima!

Yhan Christian

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