IGBTの定義
IGBTは固体化装置です。それはつまり可動部分がないといえます。物理的なコネクションを開けたり閉じたりする代わりに、ベースと呼ばれる電路の開放や遮断を交互に起こす半導体装置に電圧を用いて稼働します。
簡単にいえば、絶縁ゲートバイポーラートランジスタ（IGBT）は稼働している時の潮流の許可、そして停止しているときの潮流の制御をするために使われるスイッチです。このテクノロジーの最も分かりやすいアドバンテージは摩耗する可動部分がないということです。しかし固体化テクノロジーは完璧ではありません。電気抵抗、所要電力、そして稼働するためのスイッチに必要な時間など問題はいろいろあります。
絶縁ゲートバイポーラートランジスタは従来の固体化トランジスタの欠点を最小限にした進化したタイプのトランジスタです。これはMOSFETでみられる低抵抗で高速スイッチングスピードを提供しているが、ターンオフに多少の時間がかかります。しかし、他の種類のトランジスタのように一定の電圧を必要としません。
IGBTがターンオンしたとき、電圧がゲートに用いられます。これが電流のチャンネルを形成しています。ベース電流はチャンネルに流れて供給されます。これは必然的にMOSFETの働きに似てきます。IGBTの例外は絶縁体ゲートバイポーラートランジスタの構成が回路のターンオフの方法に入り込んていることです。
絶縁体ゲートバイポーラートランジスタはMOSFETより離れた基板、あるいはベースマテリアルがあります。その基板は電気接地の回路を提供しています。MOSFETはNプラス基板で、一方IGBTの基盤はPプラスとトップはNプラスバッファです。
このデザインは、IGBTで二つのステージ起こすことによって、スイッチのターンオフの方法に影響しています。一つ目は電流が高速で落ちることです。二つ目は、基板の上のNプラスバッフェが蓄えられた電気チャージを除去している間に起こる再結合と呼ばれる効果です。この二つのステップでスイッチオフが起こることで、MOSFETより時間がかかってしまうのです。
絶縁体ゲートバイポーラートランジスタの可動に必要な所要電力は他の装置より少ないです。そして、従来のMOSFETより小さく作られています。スタンダードなバイポーラートランジスタはIGBTよりいくぶん半導体表面エリアを必要とします。MOSFETはその２倍は必要とします。これによってIGBTを製造するコストを大きく削減することができ、これらを集結して一つのチップにすることができるのです。
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