I.G.B.T. (Insulated Gate Bipolar Transitor )

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I.G.B.T. (Insulated Gate Bipolar Transitor )
1. présentation :
C’est un montage Darlington entre un MOS et un Bipolaire monté sur la même puce de silicium.
Symbole schéma équivalent simplifié
Exemples d’IGBT :
VCES (V) IC (A) VCESAT (V) tdOFF (ns) f max (kHz) prix (€)
IRGPF40F 700 17 3,2 250 18 12
SKM500GA12 1200 500 3,1 900 15 307
BUK854-800 800 12 3,1 800 15 7
2. Caractéristiques statiques :
Aire de sécurité : sa forme rectangulaire lui permet de se passer de circuit d’aide à la commutation dans
certaines applications. Cependant ,il est préconisé de faire circuler le point de fonctionnement de l’IGBT
le plus prés possible des axes, pour réduire les pertes de commutations.
Pertes par conduction : Pc= Vce
SAT
×
Ic avec Ic = Courant moyen dans le transistor
Collecteur
Emetteur
G
rille
G
E
C
ou

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3. Caractéristiques dynamiques :
Allure des commutations sur charge inductive( cellule Hacheur)
Pertes par commutation : se référer aux documents constructeurs
à défaut on peut utilisé la relation très très approché : Ps = VCE
×
Îc
×
( tr + tf )
×
F/4
4. Avantages, inconvénients, application :
Avantages :  Commande en tension (MOS)
 Grande densité de courant ( supérieur au bipolaire)
Inconvénients :  Pertes importante ( Vce sat ≈ 3 V, traînage en courant)
 Augmentation des pertes avec la température
 Commutation plus lente que le transistor MOS
Application :
Onduleur et hacheur pour la commande de moteur
il existe 2 familles :
technologie « épitaxier » technologie « homogène »
( la plus courante) ( Haute tension, traînage  mais VCEsat  )
IGBT
Commande identique au MOS.
Il s’agit de charger et décharger une
capacité
la mise en conduction set identique à
celle d’un MOS
Le blocage s’effectue en 2 temps :
Une première descente en courant
rapide correspondant à l’annulation du
courant « effet de champ » donc du
courant de base du transistor PNP,
ensuite le blocage du transistor
s’effectuant « base en l’air », on
assiste a un traînage en courant
Gamme actuelle des IGBT :
1000V 500 A
3500V 60 A
f max ≈ 30 kHz
t
t
t
IRRM de la diode
de roue libre
VGE
VGE(th)
Avec VGE < 0 au blocage
VCE
Ic
td (OFF)
tf
îc

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module
discret
Détermination des pertes par commutation : P = E * f
On remarque que plus la résistance de grille est importante, plus les pertes a la mise en conduction sont
grandes
Classification des commutateurs de puissance
Rapidité
Densité de courant
THYRISTOR
GTO
BIPOLAIRE
MOSFET
IGBT
IGBT