El MOSFET un recuerdo vago para el IGBT

En los tiempos actuales, donde es reinventarse o morir hay algo que puede ser acuñado a  todo, inclusive, la tecnología, y es aprender de las fallas de nuestros predecesores, en este caso el IGBT siempre presenta mejoras de los aparatos que vinieron antes que el.

 

La estructura recuerda mucho la de un transistor MOSFET de potencia donde se utilizan obleas dopadas de Tipo N sobre las que se deposita una fina capa epitaxial. El IGBT está construido de forma casi idéntica. La capa epitaxial presenta el mismo espesor y se dopa igual que en un FET. Sin embargo, existe una importante diferencia: el material de partida es una oblea dopada Tipo P en lugar de Tipo N. La unión PN adicional, así creada, inyecta portadores (huecos) en la región epitaxial Tipo N reduciendo su resistividad y rebajando la caída de tensión en conducción

 

El techo de frecuencia se sitúa alrededor de los 75kHz, debido a que la corriente principal se controla con un transistor bipolar. En estos dispositivos sin embargo, se han conseguido tiempos de conmutación de 0,2 ms con muy bajas caídas de tensión, lo que les hace muy útiles en conmutaciones rápidas.

 

La facilidad de control, similar a la de un MOSFET, unida a sus pérdidas relativamente bajas, les convierten en la elección idónea para aplicaciones de control de motores conectados directamente a la red (hasta 480 V). Para tensiones de 400 a 1200 V, los IGBT ofrecen ventajas sustanciales frente a los transistores bipolares de potencia, por lo que están sustituyendo a éstos en un amplio campo de aplicaciones.

 

Actualmente, con la aparición de la 2ª generación de IGBTs, los fabricantes ofrecen una amplia gama de estos dispositivos, y se pueden elegir bien por su rapidez o bien por su caída de tensión en conducción; esto es muy interesante ya que permite optimizar la utilización de éstos dispositivos en función de las distintas aplicaciones. Se encuentran ya dispositivos capaces de soportar 1200 V y 400 A.

IGBT in Plasma Cutters – Spanish

La definición del corte de plasma es cortar materiales electrico-conductivos diferentes (mayormente metales como el acero, aluminio, latón y cobre) de varias tamaños y dimensiones usando un jet de plasma, la antorcha de plasma es lo suficientemente caliente para separar el material que esta siendo cortado y se mueve lo suficientemente rápido para apartar los excesos innecesarios del rustico del corte limpio que esta produciendo, Los IGBT son usados en la tecnología con corte de plasma para mejorar la eficiencia comercial de sus cortadores.

 

Los cortadores de plasma IGBT se emplean mejor en ambientes profesionales como constructoras industriales, fabricas, reparaciones y restauraciones de automóviles son solo algunos de los usos mayoritarios para estos implementos, la razón principal detrás de su variado y solicitado uso es que es que los cortadores de plasma IGHBT tienen un método diferente de empezar el modo piloto. Muchos cortadores de plasma para metal IGBT tienen la mas alta tecnología en cuanto a alta frecuencia y circuitos de alto voltaje, solo para el proceso inicial, donde la antorcha empieza su función sin tocar la pieza en la que trabaja, creando asi un trabajo impecable y preciso.

 

IGBT: Es el transistor bipolar de puerta aislada es un dispositivo semiconductor que generalmente se aplica como interruptor controlado en circuitos de electrónica de potencia.

 

VS

 

El MOSFET: es el transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor o MOSFET es un transistor utilizado para amplificar o conmutar señales electrónicas:

Este ha sido un tema de debate por mucho tiempo, desde que la tecnología MOSFET llego en los años 80, sin embargo, el IGBT ha probado su superioridad a la hora de trabajar bajo periodos mas rigurosos y por mas duración de tiempo en un ciclo especifico, el IGBT ofrece también una mayor tolerancia al calor que el MOSFET, es por esto que IGBT debería ser siempre su primera opción.

Use of IGBT in Plasma Cutting and Welding

The definition of plasma cutting is cutting different electrically conductive materials (mainly metals such as steel, aluminum, brass and copper) of various sizes and breadth using a plasma jet. This torch of plasma is hot enough to thaw the material which is being cut and it moves fast to blow the ragged part away from the present cut. Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) are used in plasma cutting technology to improve the efficiency of commercial plasma cutting equipments.

 

IGBT based plasma cutters suit better in professional environments such as industrial constructions, salvage and scrapping operations, fabrication and welding shops, automobile repair and restorations. The main reason behind this is IGBT plasma cutters take up a different method to start the pilot arc. Significant numbers of IGBT plasma metal cutters often deploy high frequency starting technology and high voltage circuit for the starting process only where the torch enables a constant arc without touching the work piece.

 

IGBT vs the MOSFET (Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor) has been an agitated topic ever since the IGBT technology came into being in the 1980’s. IGBT technology for welding applications has clearly proved to more effectively handle the rigorous demands the high duty cycles welders as it offers higher voltage capacities and heat tolerances than the earlier MOSFETs.

IGBT and its Usage in Motor Control

The IGBT, Insulated Gate Bipolar Transistor, is a switching transistor that is driven by voltage applied to the gate terminal. Device structure and operation are identical to those of an Insulated Gate Field Effect Transistor, generally known as a MOSFET. The primary dissimilarity between the two device types is that the IGBT uses conductivity modulation to reduce on-state conduction losses which MOSFET does not do.

 

IGBT is a device that integrates the voltage feature of a bipolar transistor (collector – emitter) and the drive feature of a MOSFET. The key reason behind the flourishing popularity of IGBT is its superiority at high speed switching applications. This device is well-known for integrating high efficiency and fast switching. It is mainly used as an electronic switch in many modern appliances: variable-frequency drives (VFDs), electric cars, trains, variable speed refrigerators, air-conditioners and even stereo systems with switching amplifiers. Today we will discuss about usage of IGBT in motor control.

 

Advancements of highly capable motor drives are very essential for industrial applications. Satisfactory dynamic speed command tracking and load regulating response are two must needs, for a high performance motor drive system. DC motors excel in terms of speed control for acceleration and deceleration. The power supply of a DC motor joins right away to the field of the motor which approves for accurate voltage control, and is required for pace and torque control applications. Because of their simpleness, ease of application, dependability and auspicious cost, DC drives have long been a mainstay of industrial applications. Because of low horsepower ratings, DC drives are usually less costly in comparison with AC drive systems. DC motors are being used as adjustable speed machines traditionally and an extensive extent of options has developed for this intention.

 

To obtain sufficient levels of power handling capability, especially in motor control applications those demand multiple drive elements, power integrated circuits have been developed using hybrid constructions of the distinct transistors. Hybrid techniques have been necessary and useful due to the power handling limitations of monolithic power integrated circuit technology. Power integrated circuit design has often been limited by the absence of power packages that provide the low thermal impedance and high performance switching necessary for reliable operation. The switching elements of these modules, which may be Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs) or various forms of thyristors, “chop” low-frequency (e.g., 60 Hz or dc) voltages /currents at the input / output port into high-frequency square wave pulses of variable width (20 to 200 ms).

 

The silicon GTO was the only available power semiconductor switching device until the 1990s. It had power conducting ability compatible for motor control applications. The ratings of IGBTs had adequately developed in the 1990s. It overcame one Megawatt which allowed entrance of the IGBT into the traction market. The availableness of the IGBT made allowance for notable advancements in the motor drive technology due to exclusion of snubber circuits and an raise in the operating frequency of the inverter circuit employed to transfer power to the motors.