Công nghệ IGBT là một khái niệm gần đây được nhắc đến khá nhiều. Nhiều người khi đi mua máy hàn thường được các chủ cửa hàng hoặc nhân viên tư vấn về công nghệ IGBT nhưng hầu hết người dùng lại không mấy hiểu về công nghệ này. 

IGBT là một công nghệ mới tiên tiến mà đa phần các loại máy hàn điện tử và máy cắt Plasma ngày nay đều sử dụng. 

Công nghệ IGBT là gì?

IGBT là viết tắt của cụm từ tiếng anh Insulated Gate Bipolar Transistor. Insulated: có cực điều khiển cách ly là một linh kiện bán dẫn công suất ba cực. IGBT kết hợp khả năng đóng ngắt nhanh của MOSFET và khả năng chịu tải lớn của Transistor thường. Mặt khác IGBT cũng là phần tử điều khiển bằng điện áp, do đó công suất điều khiển yêu cầu sẽ cực nhỏ.

IGBT là một van công suất tuyệt vời. Khác với Thysictor, IGBT cho phép bạn đóng ngắt vô tư bằng cách đặt điện áp điều khiển lên hai cực G và E. Điện áp đo được trên van rất đồng dạng với điện áp điều khiển. IGBT thường dùng trong các mạch biến tần hay các bộ băm xung áp một chiều. Driver của IGBT cũng sẵn có ở Việt Nam nhưng giá cả của nó thì hơi cao. 

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

 Cấu trúc mạch tương đương IGBT

Về cấu trúc bán dẫn, IGBT rất giống với MOSFET, điểm khác nhau là có thêm lớp nối với collector tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa emiter (tương tự cực gốc) với collector (tương tự với cực máng), mà không phải là n-n như ở MOSFET. Vì thế có thể coi IGBT tương đương với một transistor p-n-p với dòng base được điều khiển bởi một MOSFET. Dưới tác dụng của áp điều khiển Uge>0, kênh dẫn với các hạt mang điện là các điện tử được hình thành, giống như ở cấu trúc MOSFET. Các điện tử di chuyển về phía collector, vượt qua lớp tiếp giáp n-p như ở cấu trúc giữa base và collector ở transistor thường, tạo nên dòng collector. 

Ưu điểm và hạn chế của công nghệ IGBT

Công nghệ IGBT có nhiều ưu điểm vượt trội

Ưu điểm:

– Chức năng điều khiển nhanh, cho phép đóng ngắt nhanh chóng, dễ dàng.

– Chịu áp lớn hơn MOSFET, thường 600V tới 1.5KV, những loại lớn hơn thì hơi đặc biệt.

– Tải dòng lớn, cỡ xấp xỉ 1KA. Sụt áp bé và cũng điều khiển bằng áp.

Song vẫn có một số hạn chế:

Nhược điểm:

– Công suất vừa và nhỏ.

– Tần suất nhỏ hơn nhiều so với MOSFET. Do vậy, với những ứng dụng cần tần số cao áp 400V thì MOSFET vẫn được ưu tiên. Nếu IGBT hoạt động ở tần số cao thì sụt áp sẽ lớn.

– Gía thành linh kiện cao hơn các loại khác như MOSFET.

Máy hàn điện tử áp dụng công nghệ IGBT

So với các dòng máy hàn cơ trước đây thì dòng máy hàn điện tử ứng dụng công nghệ IGBT hiện đại và tiên tiến hơn. Vậy ưu điểm vượt trội của máy hàn ứng dụng công nghệ IGBT là gì?

– Tiết kiệm điện hơn.

– Dòng hàn ổn định.

– Mối hàn đẹp và sáng hơn, không có xỉ vì dòng hàn cao hơn.

– Trọng lượng nhẹ, dễ sử dụng