Aula2_dispositivos semicondutores
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Aula2_dispositivos semicondutores

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quando está em condução, com

capacidade de suportar tensões de valor elevado (Von de 2 a 3 volts com capacidade de
bloqueio de até 1000V, por exemplo).

iC
iG

G

C

E

Símbolo

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 Exemplo de Curva Característica (iC x vCE)

Carcaterísticas do IGBT:
POWEREX
IPM CM150 TU – 12 H

-600 V / 150 A

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 Características de Chaveamento

- Durante o transitório do estado
OFF para o estado ON, o IGBT
apresenta um intervalo de
tempo (ton) na ordem de 1 us.

- Durante o transitório do estado
ON para o estado OFF, o IGBT
apresenta um intervalo de
tempo (toff) na ordem de 2 us.

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(a) (b)

1,2 kV / 2 kA (200 V/div, 500 A/div, 200 ns/div (a) 25ºC (b) 125º

Tensão Tensão

Corrente Corrente

300 ns

 Características de Chaveamento - exemplo

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 Leitura Complementar

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Referências:

[1] - Takahashi, Y.; Yoshikawa, K.; Soutome, M.; Fujii, T.; Kirihata, H.; Seki, Y.; “2.5kV – 1kA
power pack IGBT (high power flat-packaged NPT type RC - IGBT),” IEEE Transactions on
Electron Devices, Issue:1, vol.46, pp. 245- 250, Janeiro de 1999.

[2] - Mihalic, F.; Jezernik, K.; Krischan, K.; Rentmeister, M; “IGBT SPICE Model,” IEEE
Transactions on Industrial Electronics, Issue:1, vol.42, pp. 98 – 105, Fevereiro de 1995.

[3] - Zorngiebel, V.; Hecquard, M.; Spahn, E.; Welleman, A.; Scharnholz, S.; “Modular 50-kV
IGBT Switch for Pulsed-Power Applications,” IEEE Transactions on Plasma Science, Issue:1,
vol. 39, pp. 364 – 367, Janeiro 2011.

Dispositivos Semicondutores de Potência

 IGCT – Integrated Gate-Commutated Thyristor

a k

iA
+ -

vak

G
Símbolo

O IGCT é um tipo de GTO onde o circuito de gatilho é
integrado à chave permitindo assim uma maior velocidade
de chaveamento, com um menor intervalo de tempo
durante o transitório em que o IGCT é desligado.

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PrincipalPrincipal CaraterísticaCaraterística::
Integração do circuito de comando junto ao dispositivo de potência!!!

ConseqüênciaConseqüência::
 Tempo de desligamento na ordem de 1 us);
 Eliminação dos problemas de dv/dt observados no GTO.

AspectoAspecto NegativoNegativo::
 É desligado a partir de uma corrente reversa na gate com a mesma amplitude da
corrente no anodo.

4,5 kV IGCT Com Circuito de Gate

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 IGCT – Exemplo

Controllable turn-off current (snubber capacitor)

Características
3kA (0F)
4kA (3F)

Storage time 2,5 s at 3 kA

Turn-on di/dt 1000 A/s

On voltage 3,8 V at 3 kA

Gate trigger current 4 A at 25ºC

Thermal Resistence (Junction / sink) 0,11ºC/W

Gate off-current = Anode current

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Referências:

[1] – Steimer, P.K. et al.; “IGCT-a new emerging technology for high power, low cost
inverters,” IEEE Industry Applications Magazine, vol. 5, Issue: 4, pp.12 – 18, Julho / Agosto
de 1999.

[2] – Yongsug, S.; Steimer, P.K.; “Application of IGCT in High – Power Rectifiers,” IEEE
Transactions on Industry Applications, Issue:5, vol.45, pp. 1628 – 1636, Setembro / Outubro
de 2009.

[3] - Hermann, R.; Bernet, S.; Yongsug Suh; Steimer, P.K.; “Parallel Connection of Integrated
Gate Commutated Thyristors (IGCTs) and Diodes, ” IEEE Transactions on Power Electronics,
Issue: 9, vol.24, Setembro de 2009.

 Leitura Complementar

POTÊNCIA X FREQUÊNCIA

SCR

GTO e IGCT

IGBT

MOSFET

Potência (W)

Frequência (Hz)

10M
1M

100k
10k

1k

100 60 1k 10k 100 k 1M

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