IGBTs

IGBTs verhalten sich in Schaltungen im Wesentlichen wie Mosfets. Es gibt nur ein paar Unterschiede:

Modellierung

Die Anschlüsse eines IGBTs werden anders als beim Mosfet bezeichnet.

Die Spannung zwischen Gate und Emitter UGE steuert, ob der IGBT offen oder geschlossen ist.

IGBT als Schalter

Beim Mosfet bestimmt der Schaltzustand den Widerstand zwischen Drain und Source RDS. Der Mosfet ist hochohmig im Zustand offen und niederohmig im Zustand geschlossen.

Ein offener IGBT weist zwischen Emitter und Kollektor keinen Strom auf. Ein geschlossener IGBT verhält sich wie zwei leitende Dioden in Reihenschaltung. Es fällt eine „Sättigungsspannung“ am IGBT ab, die sich aus einem festen Anteil und einem stromabhängigen Anteil zusammensetzt. Weil IGBTs eine hohe Mindestspannung im Bereich 1,7V bis 3V im geschlossenen Zustand aufweisen, sind sie für viele Anwendungen einem Mosfet unterlegen. Erst bei großen Strömen und hohen Spannungen ist die Sättigungsspannung kleiner als das Produkt von Strom und ON-Widerstand eines Mosfets.

Reine IGBTs als einzelne Bauelemente weisen keine parasitäre Diode in Sperrrichtung auf. In IGBT-Modulen sind diese Dioden immer mit verbaut, weil sie in den meisten Schaltungen der Leistungselektronik benötigt wird. Gehen Sie also immer davon aus, dass wie beim Mosfet eine Diode in Sperrrichtung vorhanden ist.

Verhalten in Schaltungen IGBTs können deutlich höhere Spannungen als Mosfets schalten. Dafür ist die maximale Schaltfrequenz geringer. Die Verluste sind etwas höher als bei Mosfets.

Schaltdauer IGBTs sind etwas träger als Mosfets. Sie schalten nicht ganz so schnell zwischen den Zuständen offen und geschlossen um.

Weiter