|
โครงสร้างและสัญลักษณ์
 IGBT
ค่อนข้างจะเป็นอุปกรณ์ชนิดใหม่อยู่ โดยเฉพาะในตลาดอิเล็กทรอนิกส์เมืองไทย
ซึ่งก็พอจะมีใช้กันบ้าง และมีจำหน่ายกันหลายเบอร์ด้วยกันจากความเป็นอุปกรณ์
หน้าใหม่จึงมีสัญญาณแทนชนิดและตัว IGBT อยู่หลายรูปแบบด้วยกัน ขึ้นอยู่กับผู้ผลิตว่าจะใช้สัญลักษณ์ใดเป็นสัญลักษณ์ประจำสินค้าที่ผลิตขึ้น
จากที่พบมากที่สุดก็มีใช้กันอยู่สองแบบ ดังแสดงไว้ในรูปที่ 1 ซึ่งเป็นสัญลักษณ์และชื่อเรียกขาต่าง
ๆ ของ IGBT ชนิดเอ็นแชนเนล
รูปที่ 1 สัญลักษณ์และการเรียกชื่อขาของ
IGBT ทั้ง 2 แบบ
จากรูปที่
1 (ก) จะเห็นว่ามีลักษณะคล้ายสัญลักษณ์ของมอสเฟตมาก เพียงแต่ว่าสัญลักษณ์ของ
IGBT นั้นจะมีลูกศรเพิ่มขึ้นมาตรงขาเดรนลักษณะของลูกศรจะชี้เข้าหาตัว หรือชี้เข้าหาชั้นของซิลิคอนภายในตัว
IGBT ในบทความนี้จะใช้สัญลักษณ์ในรูป (ข) จะเหมือนกับสัญลักษณ์ของทรานซิสเตอร์
แต่ตรงขาเกต (หรือเบสของทรานซิสเตอร์) จะเพิ่มขีดขึ้นมานี้ไม่ได้ต่อถึงกันโดยตรงกับขาที่ต่อออกมาภายนอก
รูปที่ 2 ภาพตัดขวางโครงสร้างพื้นฐานของ
IGBT
โครงสร้างของ
IGBT ชนิดเอ็นแชนเนลแสดงเป็นภาพตัดขวางได้ดังรูปที่ 2 โครงสร้างโดยรวมส่วนใหญ่มีลักษณะคล้ายกับโครงสร้างของมอสเฟตมาก
จะแตกต่างกันตรงที่ IGBT จะมีชั้น P+ หรือชั้นอินเจ็กติ้ง (injecting) ต่ออยู่ระหว่างขาเดรน
ซึ่งในมอสเฟตนั้นไม่มี จากการที่ขาเกตถูกกั้นด้วยชั้นของซิลิคอนออกไซด์ (SiO2)
เป็นผลทำให้ความต้านทานอินพุตที่ขาเกตมีค่าสูงมากเหมือนกับเพาเวอร์มอสเฟต
โดยทั่วไปจะมีค่าอยู่ในช่วง 109
โอห์ม
รูปที่ 3 (ก) กราฟแสดงลักษณะคุณสมบัติระหว่างกระแสและแรงดันของ
IGBT (ข) กราฟแสดงลักษณะสมบัติการถ่ายโอนของ IGBT
จากผลดังกล่าวทำให้ลักษณะของกราฟแสดงคุณสมบัติของกระแสและแรงดันของ
IGBT มีลักษณะคล้ายกราฟของทรานซิสเตอร์ แต่การควบคุมกระแสเดรน จะอาศัยการควบคุมแรงดันระหว่างขาเกตกับขาซอร์ส
มากกว่า การควบคุมกระแสที่ขานี้เหมือนกันทรานซิสเตอร์ ซึ่งกราฟแสดงคุณสมบัติของกระแสและแรงดันของ
IGBT แสดงไว้ในรูปที่ 3 (ก) และสำหรับรูปที่ 3 (ข) เป็นกราฟคุณสมบัติการถ่ายโอนกระแสและแรงดัน
รูปกราฟแสดงให้เห็นว่าส่วนใหญ่ของเส้นกราฟจะมีลักษณะเป็นเส้นตรงแต่จะเริ่มโค้งที่กระแสเดรนมีค่าต่ำ
ๆ นั่นก็คือจุดที่แรงดันระหว่างขาเกตและขาซอร์สต่ำลง ใกล้แรงดันจุดเริ่มเปลี่ยนสภาวะการทำงาน
(จุด threshold voltage : Vgs(th) โดยถ้าแรงดันระหว่างหยุดนำกระแสหรือคัตออฟ
ในกรณีของ IGBT ชนิดพีแชนเนลนั้น คุณสมบัติจะคล้ายกับเอ็นแชนเนล แต่โครงสร้างและสัญลักษณ์จะมีลักษณะตรงกันข้ามกับเอ็นแชนเนล
เช่น ชนิดของสารที่โด๊ฟจากเอ็นแชนเนล ก็จะเปลี่ยนเป็นตรงกันข้าม สัญลักษณ์ลูกศรก็จะกลับเอาหัวลูกศรกลับไปในทางตรงกันข้าม
|
