Semicondutores

Páginas: 10 (2373 palavras) Publicado: 23 de novembro de 2014
Diodo
Há vários diodos desenvolvidos especificamente para suportar as demandas de alta potencia e alta temperatura de algumas aplicações. O emprego mais frequente de diodos de potencia ocorre no processo de retificação. A maioria dos diodos de potencia é a base de silício, devido às altas correntes e temperaturas. Para que flua uma corrente elevada, a área da junção deve ser maior, reduzindo,assim, a resistência do diodo. Se essa resistência direta fosse muito grande, as perdas I2R seriam excessivas. As altas temperaturas resultantes do fluxo denso de corrente exigem, na maioria dos casos, que sejam utilizados dissipadores de calor para escoar o calor do elemento.

Transistor IGBT
O IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) alia a facilidade de acionamento dos MOSFET com aspequenas perdas em condução dos TBP. Sua velocidade de chaveamento é superior à dos transistores bipolares. Os limites atuais de tensão e corrente em dispositivos únicos estão em torno de 2kV e 1000A, o que indica que tal componente pode ser utilizado em aplicações de potência.
O controle de componente é análogo ao do MOSFET, ou seja, pela aplicação de uma polarização entre gate e emissor. Também parao IGBT o acionamento é feito por tensão. O IGBT possui uma corrente máxima que não deve ser ultrapassada, se isso ocorrer, não se consegue cortar o IGBT retirando a tensão do Gate. A corrente fluirá pelo dreno sem controle, e isso poderá danificar o componente. Esse fato é conhecido por LatchUp.

Princípio de funcionamento
A estrutura do IGBT é similar à do MOSFET, mas com a inclusão de umacamada P+ que forma o coletor do IGBT, como mostrado na figura abaixo. Em termos simplificados pode-se analisar o IGBT como um MOSFET no qual a região N- tem sua condutividade modulada pela injeção de portadores minoritários (lacunas), a partir da região P+, uma vez que J1 está diretamente polarizada. Esta maior condutividade produz uma menor queda de tensão em comparação a um MOSFET similar. Amáxima tensão suportável é determinada pela junção J2 (polarização direta) e por J1 (polarização reversa). Como J1 divide 2 regiões muito dopadas, conclui-se que um IGBT não suporta tensões elevadas quando polarizado reversamente.



A entrada em condução é similar ao MOSFET, sendo um pouco mais lenta a queda da tensão Vce, uma vez que isto depende da chegada dos portadores vindos da região P+.Para o desligamento, no entanto, tais portadores devem ser retirados. Nos TBPs isto se dá pela drenagem dos portadores via base, o que não é possível nos IGBTs, devido ao acionamento isolado. A solução encontrada foi à inclusão de uma camada N+, na qual a taxa de recombinação é bastante mais elevada do que na região N-. Desta forma, as lacunas presentes em N+ recombinam-se com muita rapidez,fazendo com que, por difusão, as lacunas existentes na região N- refluam, apressando a extinção da carga acumulada na região N-, possibilitando o restabelecimento da barreira de potencial e o bloqueio do componente.

Transistor FET
O surgimento do MOSFET representou um grande avanço tecnológico por ser de fabricação muito simples ter uma alta impedância de entrada e baixo ruído, proporcionarintegração em larga escala, isto é, por ter tamanho reduzido cerca de 20 vezes menos que o transistor bipolar, permitindo assim que um grande numero de transistores sejam produzidos em um mesmo circuito integrado.
O MOSFET de potencia é um semicondutor com capacidade de controle de corrente, por meio de tensão aplicada entre os terminais gate e source, a exemplo do TBP o transistor FET pode trabalharcom tensões também elevadas na ordem dos 1000 v, e corrente em torno de 200A, mas sua principal vantagem é por ser acionado por tensão a sua arquitetura disponibiliza uma elevada velocidade de chaveamento, tornando-o indicado para as aplicações de frequência elevada (centenas de kHz).
Para VGS < 0 os elétrons do canal n são repelidos aumentando assim a camada de depleção próxima da camada...
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