[IGBT] IGBT란?

 

 

 

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘은 IGBT에 대해 알아보는 시간을 가져보겠습니다.

 

 

1. IGBT란?

(절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터)

Insulated Gate Bipolar Transistor의 약자로 전력용 반도체의 일종입니다.

일반적인 MOSFET/BJT와 달리 IGBT는 고전압 스위칭이 가능합니다.

주로 300V 이상의 높은 전압 영역에서 널리 사용되고 있습니다.

 

전자와 홀, 두 종류의 전하에 의해 전류를 흘리므로 바이폴라 트랜지스터라고 합니다.

 

IGBT	IGBT 기호

이미지 출처 : 디바이스마트

 

디바이스 마트에서 임의의 IGBT를 검색한 결과

Collector Emitter Breakdown이 650V, Current(Collector) 또한 150A입니다.

그리고 제가 자주 사용하는 TR을 검색해본 결과

Breakdown voltage는 40V, Current는 200mA입니다.

데이터 시트를 통해서도 IGBT가 일반적인 TR보다 훨씬 높은 걸 알 수 있습니다.

 

저도 실제로 사용해 본 적은 없는데, 앞으로도 사용할 일이 있을지는 잘 모르겠습니다. 

 

 

기호를 보시면 알 수 있듯이 일반적으로 IGBT를 해석할 때에는 

MOSFET과 BJT를 섞은 모델을 많이 활용합니다.

이 두가지 소자의 장점을 섞어 만든 것이 IGBT입니다.

입력 측은 MOSFET과 같이 게이트 구동 특성을 가지고 있고,

출력 측은 BJT의 장점인 높은 전류를 흘릴 수 있습니다.

따라서 IGBT는 FET와 같이 전압 구동 소자라고 할 수 있습니다.

 

또한 MOSFET은 고내압이 되면 Gate의 절연층의 두께가 두꺼워지면서

On 저항이 급속히 커지는 단점이 있는데,  IGBT는 MOSFET 보다 On 저항이 낮습니다.

 

 

IGBT도 MOSFET과 마찬가지로 게이트에 전압을 가함으로써 p기준층이 반전되고 

채널이 형성되어 ON이 됩니다.

컬렉터 전극 측에 p층이 추가된 구조를 가지고 있습니다.

 

 

하지만 스위칭 속도가 MOSFET에 비해 느리다는 단점도 있습니다.

절연된 게이트가 충전 용량을 가지게 되므로 turn-off시간이 길어지게 됩니다.

일반적인 스위칭 기법으로는 kHz이상의 속도를 내기가 힘듭니다.

그래서 별도의 전용 드라이버 IC도 있습니다.

구동 전압 역시 게이트 전압이 ~-15V +15V로 구동시키는 것이 무난합니다.

 

주로 산업용 Inverter에 많이 사용되고 있습니다.

 

 

회사에서 오늘 우연히 IGBT를 발견하여 공부할 겸 자료 조사를 해보았습니다.

제가 본 IGBT와는 많이 다르게 생겨서 정말 여러 종류의 IGBT가 있구나

라는 것을 느낄 수 있었습니다.

아직도 모르는 소자가 너무 많은 것 같아서 걱정이기도 합니다.