Súbežne so štúdiom vlastností polovodičov došlo aj k zdokonaľovaniu technológie výroby zariadení na nich založených. Postupne sa objavovalo stále viac nových prvkov s dobrými výkonovými vlastnosťami. Prvý IGBT tranzistor sa objavil v roku 1985 a spájal jedinečné vlastnosti bipolárnych a poľných štruktúr. Ako sa ukázalo, tieto dva typy polovodičových zariadení známych v tom čase mohli spolu dobre „vychádzať“. Boli to oni, ktorí vytvorili štruktúru, ktorá sa stala inovatívnou a postupne si získala obrovskú popularitu medzi vývojármi elektronických obvodov. Samotná skratka IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) označuje vytvorenie hybridného obvodu založeného na bipolárnych a poľných tranzistoroch. Súčasne bola schopnosť pracovať s vysokými prúdmi v silových obvodoch jednej konštrukcie kombinovaná s vysokým vstupným odporom inej konštrukcie.
Moderný IGBT sa líši od svojho predchodcu. Faktom je, že technológia ich výroby sa postupne zdokonaľovala. Od objavenia sa prvého prvku s takýmštruktúra, jej hlavné parametre sa zmenili k lepšiemu:
-
igbt tranzistor Spínacie napätie sa zvýšilo z 1000V na 4500V. To umožnilo použiť výkonové moduly pri práci vo vysokonapäťových obvodoch. Diskrétne prvky a moduly sa stali spoľahlivejšie pri práci s indukčnosťou v napájacom obvode a sú viac chránené pred impulzným šumom.
- Spínací prúd pre diskrétne prvky vzrástol na 600A v diskrétnom a až 1800A v modulárnom prevedení. To umožnilo spínať vysokovýkonové prúdové obvody a používať IGBT tranzistor na prácu s motormi, ohrievačmi, rôznymi priemyselnými aplikáciami atď.
- Priamy pokles napätia v zapnutom stave klesol na 1V. To umožnilo zmenšiť plochu radiátorov odvádzajúcich teplo a zároveň znížiť riziko poruchy v dôsledku tepelného rozpadu.
- Spínacia frekvencia v moderných zariadeniach dosahuje 75 Hz, čo umožňuje ich použitie v inovatívnych schémach riadenia elektrických pohonov. Úspešne sa používajú najmä vo frekvenčných meničoch. Takéto zariadenia sú vybavené regulátorom PWM, ktorý pracuje v spojení s modulom, ktorého hlavným prvkom je tranzistor IGBT. Frekvenčné meniče postupne nahrádzajú tradičné schémy riadenia elektrického pohonu.
-
igbt tranzistorové ovládanie Výkon zariadenia sa tiež výrazne zvýšil. Moderné IGBT tranzistory majú di/dt=200µs. Vzťahuje sa to na čas strávený napovoliť zakázať. V porovnaní s prvými vzorkami sa výkon zvýšil päťnásobne. Zvýšenie tohto parametra ovplyvňuje možnú frekvenciu spínania, čo je dôležité pri práci so zariadeniami, ktoré implementujú princíp PWM riadenia.
Vylepšené boli aj elektronické obvody, ktoré riadili IGBT tranzistor. Hlavné požiadavky, ktoré na ne boli kladené, bolo zabezpečiť bezpečné a spoľahlivé spínanie zariadenia. Musia brať do úvahy všetky slabé stránky tranzistora, najmä jeho „strach“z prepätia a statickej elektriny.
