Existem vários motivos pelos quais os transistores bipolares de porta isolada (IGBTs) são muito populares e amplamente utilizados em comparação com outros dispositivos:
Troca eficiente: Os IGBTs oferecem características de comutação muito eficientes, tornando-os adequados para aplicações de alta frequência. Eles possuem baixa resistência no estado ligado, reduzindo as perdas de condução, e uma velocidade de comutação rápida, minimizando as perdas de comutação. Esta combinação de baixas perdas de condução e comutação resulta em alta eficiência geral, o que é crucial em diversas aplicações de eletrônica de potência.
Controlabilidade: Os IGBTs são dispositivos controlados por tensão, o que significa que podem ser facilmente ligados e desligados aplicando ou removendo uma tensão ao terminal do portão. Isso os torna altamente controláveis, permitindo comutação e modulação precisas. A tensão da porta pode ser ajustada para controlar a condutividade do dispositivo, permitindo vários níveis de fluxo de corrente e capacidades de bloqueio de tensão.
Capacidade de manuseio de alta corrente: Os IGBTs são capazes de lidar com altas correntes devido ao seu design e construção robustos. Eles podem sustentar grandes densidades de corrente sem sofrer degradação ou falha significativa. Essa característica os torna adequados para aplicações de alta potência, como acionamentos de motores, conversores de energia e fontes de alimentação ininterruptas (UPS).
Robustez: Os IGBTs são conhecidos por sua robustez e confiabilidade, mesmo sob condições operacionais adversas. Apresentam boa estabilidade térmica e podem suportar altas temperaturas, tornando-os adequados para ambientes onde variações de temperatura e ciclos térmicos são comuns. Além disso, os IGBTs têm alta tolerância a transientes de tensão e condições de curto-circuito, garantindo operação eficiente em aplicações exigentes.
Eficácia de custo: Comparados a outros dispositivos semicondutores de potência, os IGBTs oferecem boa relação custo-benefício. O seu fabrico é relativamente barato e a sua adopção generalizada e produção em grande escala resultaram em economias de escala, reduzindo ainda mais os custos. Esta vantagem de custo torna os IGBTs uma escolha atraente para diversas aplicações industriais, automotivas e de energia renovável.
Avanços tecnológicos: Os avanços contínuos na tecnologia de semicondutores levaram a melhorias contínuas no desempenho do IGBT. Os fabricantes têm se concentrado em reduzir a resistência no estado ligado, melhorar as velocidades de comutação e melhorar as características térmicas. Esses avanços resultaram em IGBTs com maior eficiência, maior densidade de potência e melhor confiabilidade, expandindo ainda mais suas áreas de aplicação.
Em resumo, os IGBTs tornaram-se altamente populares devido à sua combinação de comutação eficiente, controlabilidade, capacidade de manipulação de alta corrente, robustez, economia e avanços tecnológicos contínuos. Essas vantagens os tornam a escolha preferida para uma ampla gama de aplicações de eletrônica de potência, incluindo fontes de alimentação, acionamentos de motores, sistemas de energia renovável, eletrônica automotiva e automação industrial.
