Lygiagrečiai su puslaidininkių savybių tyrimu buvo tobulinama ir jais pagrįstų prietaisų gamybos technologija. Palaipsniui atsirado vis daugiau naujų elementų, pasižyminčių geromis eksploatacinėmis savybėmis. Pirmasis IGBT tranzistorius pasirodė 1985 metais ir sujungė unikalias dvipolių ir lauko struktūrų savybes. Kaip paaiškėjo, šie du tuo metu žinomi puslaidininkinių įtaisų tipai galėjo gerai „susigyventi“. Būtent jie suformavo struktūrą, kuri tapo novatoriška ir palaipsniui įgijo didžiulį populiarumą tarp elektroninių grandinių kūrėjų. Pati santrumpa IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) reiškia hibridinės grandinės, pagrįstos dvipoliais ir lauko tranzistoriais, sukūrimą. Tuo pačiu metu galimybė dirbti su didelėmis srovėmis vienos struktūros maitinimo grandinėse buvo derinama su didele kitos konstrukcijos įėjimo varža.
Šiuolaikinis IGBT skiriasi nuo savo pirmtako. Faktas yra tas, kad jų gamybos technologija buvo palaipsniui tobulinama. Nuo pirmojo elemento atsiradimo su tokiaisstruktūra, jos pagrindiniai parametrai pasikeitė į gerąją pusę:
-
igbt tranzistorius Perjungimo įtampa padidėjo nuo 1000 V iki 4500 V. Tai leido naudoti galios modulius dirbant aukštos įtampos grandinėse. Diskretieji elementai ir moduliai tapo patikimesni dirbant su induktyvumu maitinimo grandinėje ir labiau apsaugoti nuo impulsinio triukšmo.
- Diskrečiųjų elementų perjungimo srovė išaugo iki 600 A diskrečiųjų ir iki 1800 A modulinės konstrukcijos. Tai leido perjungti didelės galios srovės grandines ir naudoti IGBT tranzistorių darbui su varikliais, šildytuvais, įvairiais pramoniniais įrenginiais ir kt.
- Tiesioginis įjungimo įtampos kritimas sumažėjo iki 1 V. Tai leido sumažinti šilumą šalinančių radiatorių plotą ir tuo pačiu sumažinti gedimo dėl terminio gedimo riziką.
- Šiuolaikinių įrenginių perjungimo dažnis siekia 75 Hz, todėl juos galima naudoti naujoviškose elektros pavaros valdymo schemose. Visų pirma, jie sėkmingai naudojami dažnio keitikliuose. Tokiuose įrenginiuose yra PWM valdiklis, kuris veikia kartu su moduliu, kurio pagrindinis elementas yra IGBT tranzistorius. Dažnio keitikliai palaipsniui pakeičia tradicines elektrinės pavaros valdymo schemas.
-
igbt tranzistoriaus valdymas Įrenginio našumas taip pat labai padidėjo. Šiuolaikiniai IGBT tranzistoriai turi di/dt=200 µs. Tai reiškia laiką, praleistąįjungti išjungti. Palyginti su pirmaisiais pavyzdžiais, našumas išaugo penkis kartus. Šio parametro padidinimas turi įtakos galimam perjungimo dažniui, o tai svarbu dirbant su įrenginiais, kurie įgyvendina PWM valdymo principą.
Taip pat buvo patobulintos elektroninės grandinės, valdančios IGBT tranzistorių. Pagrindiniai jiems keliami reikalavimai buvo užtikrinti saugų ir patikimą įrenginio perjungimą. Jie turi atsižvelgti į visus tranzistoriaus trūkumus, ypač į jo „baimę“dėl viršįtampio ir statinės elektros.
