Tiristor comutador de porta integrado - Integrated gate-commutated thyristor
| Modelo | Ativo |
|---|---|
| Primeira produção |
ABB Mitsubishi |
| Configuração de pinos | ânodo , portão e cátodo |
| Símbolo eletrônico | |
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O tiristor gate-commutated integrado (IGCT) é um dispositivo eletrônico semicondutor de potência , utilizado para a comutação de corrente elétrica em equipamentos industriais. Está relacionado ao tiristor de desligamento do portão (GTO) .
Foi desenvolvido em conjunto pela Mitsubishi e pela ABB . Como o tiristor GTO, o IGCT é um interruptor de alimentação totalmente controlável, o que significa que pode ser ligado e desligado por seu terminal de controle (o portão ). A eletrônica de acionamento do portão é integrada ao dispositivo tiristor.
Descrição do dispositivo
Um IGCT é um tipo especial de tiristor . É feito da integração da unidade de gate com o dispositivo de wafer Gate Commutated Thyristor (GCT). A estreita integração da unidade de porta com o dispositivo wafer garante a comutação rápida da corrente de condução do cátodo para a porta. O dispositivo wafer é semelhante a um tiristor de desligamento de porta (GTO). Eles podem ser ligados e desligados por um sinal de porta e suportam taxas mais altas de aumento de tensão (dv / dt), de forma que nenhum amortecedor é necessário para a maioria das aplicações.
A estrutura de um IGCT é muito semelhante à de um tiristor GTO. Em um IGCT, a corrente de desligamento da porta é maior do que a corrente do ânodo. Isso resulta em uma eliminação completa da injeção de portadores minoritários da junção PN inferior e tempos de desligamento mais rápidos. As principais diferenças são a redução no tamanho da célula e uma conexão de porta muito mais substancial com indutância muito menor no circuito de acionamento do portão e na conexão do circuito de acionamento. As correntes de porta muito altas e o rápido aumento dI / dt da corrente de porta significam que fios regulares não podem ser usados para conectar o drive de porta ao IGCT. O circuito da unidade PCB está integrado na embalagem do dispositivo. O circuito de acionamento envolve o dispositivo e um grande condutor circular conectado à borda do IGCT é usado. A grande área de contato e a curta distância reduzem a indutância e a resistência da conexão.
Os tempos de desligamento muito mais rápidos do IGCT em comparação com os do GTO permitem que ele opere em frequências mais altas - até vários kHz por períodos muito curtos. No entanto, por causa das altas perdas de comutação , a frequência de operação típica é de até 500 Hz.
Silício dopado por transmutação de nêutrons usado como substrato de base IGCT.
IGCT nas aplicações de alta potência são dispositivos sensíveis aos raios cósmicos. Para diminuir a destruição de dispositivos induzida por raios cósmicos, ele precisa de mais espessura n - base necessária.
Polarização inversa
IGCT estão disponíveis com ou sem capacidade de bloqueio reverso. A capacidade de bloqueio reverso aumenta a queda de tensão direta devido à necessidade de ter uma região P1 longa e de baixo dopagem.
Os IGCTs capazes de bloquear a tensão reversa são conhecidos como IGCT simétrico, abreviado S-IGCT . Normalmente, a classificação de tensão de bloqueio reverso e a classificação de tensão de bloqueio direto são as mesmas. A aplicação típica para IGCTs simétricos é em inversores de fonte de corrente.
Os IGCTs incapazes de bloquear a tensão reversa são conhecidos como IGCT assimétrico, abreviado A-IGCT. Eles normalmente têm uma classificação de ruptura reversa na casa das dezenas de volts. Os A-IGCTs são usados quando um diodo de condução reversa é aplicado em paralelo (por exemplo, em inversores de fonte de tensão) ou onde a tensão reversa nunca ocorreria (por exemplo, em fontes de alimentação de comutação ou choppers de tração CC).
IGCTs assimétricos podem ser fabricados com um diodo condutor reverso no mesmo pacote. São conhecidos como RC-IGCT , para condução reversa do IGCT.
Formulários
As principais aplicações são em inversores de frequência variável , drives, tração e chaves seccionadoras CA rápidas. Vários IGCTs podem ser conectados em série ou em paralelo para aplicações de maior potência.