निरोधित गेट द्विध्रुवी ट्रँझिस्टर (IGBT) हे प्रबल अर्धसंवाहक साधन (Power semiconductor device) आहे.
रचना : निरोधित गेट द्विध्रुवी ट्रँझिस्टरचे चिन्ह आ. १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे असते.
संग्राहक अग्र (Collector, C), उत्सर्जी अग्र/एमिटर (Emitter, E) आणि गेट (G) हे निरोधित गेट द्विध्रुवी ट्रँझिस्टरचे तीन अग्र (Terminals) आहेत. निरोधित गेट द्विध्रुवी ट्रँझिस्टरला चालू करण्याकरिता गेट-उत्सर्जी अग्र यांमध्ये व्होल्टता (Voltage) लावावी लागते. गेट- उत्सर्जी अग्र यांमध्ये व्होल्टता नसेल, तर निरोधित गेट द्विध्रुवी ट्रँझिस्टर बंद असतो.
स्थितिक अभिलक्षण : (Static characteristic). आ. २ मध्ये स्थिर V-I अभिलक्षण किंवा प्रदान अभिलक्षण दाखवले आहे. ही आकृती संग्राहक धारा (Collector current) Ic, Vs संग्राहक/कलेक्टर-उत्सर्जी अग्र व्होल्टता VCE मध्ये वेगवेगळ्या गेट-उत्सर्जी अग्र व्होल्टतेसाठी काढले आहे. गेट-उत्सर्जी अग्र व्होल्टता ही नियंत्रक प्राचल म्हणून काम करते. गेट- उत्सर्जी अग्र व्होल्टता जास्त असेल, तर धारा Ic जास्त असते. उत्सर्जी अग्र व्होल्टता VCE वाढवली, तरी उत्सर्जी अग्र धारा एका ठराविक मूल्याला कायम राहते.
स्वीचन अभिलक्षण : (Transfer characteristic). निरोधित गेट द्विध्रुवी ट्रँझिस्टरचे स्वीचन अभिलक्षण निरोधित गेट द्विध्रुवी ट्रँझिस्टर चालू आणि बंद होताना आ. ४ मध्ये दाखवले आहे. चालू वेळ ton हा अग्र अवरोध ते अग्र चालू स्थितीमधील वेळ असतो. अग्र वेळ हा वृद्धी वेळ आणि विलंब वेळ यांपासून बनलेला असतो ton = tdn +tr. विलंब वेळ (Delay time) हा व्होल्टता VCE पासून ०.९ VCE पर्यंत जायला लागलेला वेळ असतो. धारा ICE सुरुवातीच्या मूळ मूल्यापासून ०.१ Ic पर्यंत जायला लागणारा कालावधी म्हणजे विलंब वेळ होय, अशी विलंब वेळाची आणखी एक व्याख्या करता येते. वृद्धी वेळ हा संग्राहक अग्र-उत्सर्जी अग्र व्होल्टता VCE ०.९ VCE पासून ०.१ VCE जाण्याकरिता लागणारा वेळ असतो.
बंद वेळ हा तीन गोष्टींनी बनलेला आहे : (१) विलंब वेळ tdf (२) पहिला उतरणीचा वेळ tf१ (३) दुसरा उतरणीचा वेळ tf2, toff = tdf + tf१ + tf२.
विलंब वेळ : (Delay time). जेव्हा गेट-उत्सर्जी अग्र व्होल्टता VGE पासून VGET पर्यंत खाली पडते, त्या वेळेला विलंब वेळ म्हणतात. या वेळात कलेक्टर धारा Ic पासून ०.९ Ic पर्यंत कमी होते. पहिला उतरणीचा वेळ tf१ या वेळात कलेक्टर धारा Ic ९०% पासून २०% पर्यंत कमी होते. दुसरा उतरणीचा वेळ tf2 मध्ये कलेक्टर धारा २०% Ic पासून १०% Ic कमी होते. या वेळात कलेक्टर एमिटर व्होल्टता VCES पासून VCE पर्यंत वाढते.
उपयुक्तता : निरोधित गेट द्विध्रुवी ट्रँझिस्टरमध्ये (IGBT) मॉस्फेट आणि द्विध्रुवीय संयोगित ट्रँझिस्टर (Bipolar junction transistor, BJT) या दोन्हींचे फायदे आहेत. निरोधित गेट द्विध्रुवी ट्रँझिस्टरला वरिष्ठ वहन अभिलक्षण आहे. निरोधित गेट द्विध्रुवी ट्रँझिस्टरचा स्वीचन वेग (Switching speed) मॉस्‍फेटपेक्षा कमी आहे. निरोधित गेट द्विध्रुवी ट्रँझिस्टर हा स्विच म्हणून इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरतात.
पहा : ट्रँझिस्टर तंत्रविद्या.
संदर्भ :
• Muhammad H. Rashid Power Electronics : Circuits, Devices and Applications Pearson Education India 2009. ISBN : 8131702464
• Dr. P. S. Bhimbra Power Electronics Khanna Publication ISBN : 9788174092793
• Singh-Khanchandani Power Electronics Tata McGraw-Hill Education ISBN: 9781259082429
समीक्षक : अश्विनी गोडबोले
