Transistor dwikutub gerbang

Transistor dwikutub gerbang-terisolasi
Author : lilik gunarta
Publish : 29-08-2011 10:46:46
Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas
(Dialihkan dari Transistor IGBT)
Transistor dwikutub gerbang-terisolasi
Simbol
Tipe
Komponen aktif
Kategori
Transistor
Kemasan
3 kaki (gerbang, kolektor, emitor)
l • b • s
Penampang umum transistor IGBT
Transistor dwikutub gerbang-terisolasi (IGBT = insulated gate bipolar transistor) adalah piranti semikonduktor
yang setara dengan gabungan sebuah BJT dan sebuah MOSFET. Jenis peranti baru yang berfungsi sebagai
komponen saklar untuk aplikasi daya ini muncul sejak tahun 1980-an.
Karakteristik IGBT
Sesuai dengan namanya, peranti baru ini merupakan peranti yang menggabungkan struktur dan sifat-sifat dari
Page 1
Transistor dwikutub gerbang-terisolasi
kedua jenis transistor tersebut di atas, BJT dan MOSFET. Dengan kata lain, IGBT mempunyai sifat kerja
yang menggabungkan keunggulan sifat-sifat kedua jenis transistor tersebut. Saluran gerbang dari IGBT,
sebagai saluran kendali juga mempunyai struktur bahan penyekat (isolator) sebagaimana pada MOSFET.
Masukan dari IGBT adalah terminal Gerbang dari MOSFET, sedang terminal Sumber dari MOSFET
terhubung ke terminal Basis dari BJT. Dengan demikian, arus cerat keluar dan dari MOSFET akan menjadi
arus basis dari BJT. Karena besarnya resistansi masukan dari MOSFET, maka terminal masukan IGBT hanya
akan menarik arus yang kecil dari sumber. Di pihak lain, arus cerat sebagai arus keluaran dari MOSFET akan
cukup besar untuk membuat BJT mencapai keadaan jenuh. Dengan gabungan sifat kedua unsur tersebut, IGBT
mempunyai perilaku yang cukup ideal sebagai sebuah saklar elektronik. Di satu pihak IGBT tidak terlalu
membebani sumber, di pihak lain mampu menghasilkan arus yang besar bagi beban listrik yang
dikendalikannya.
Terminal masukan IGBT mempunyai nilai impedansi yang sangat tinggi, sehingga tidak membebani
rangkaian pengendalinya yang umumnya terdiri dari rangkaian logika. Ini akan menyederhanakan rancangan
rangkaian pengendali dan penggerak dari IGBT.
Di samping itu, kecepatan pensaklaran IGBT juga lebih tinggi dibandingkan peranti BJT, meskipun lebih
rendah dari peranti MOSFET yang setara. Di lain pihak, terminal keluaran IGBT mempunyai sifat yang
menyerupai terminal keluaran (kolektor-emitor) BJT. Dengan kata lain, pada saat keadaan menghantar, nilai
resistansi-hidup (Ron) dari IGBT sangat kecil, menyerupai Ron pada BJT.
Dengan demikian bila tegangan jatuh serta borosan dayanya pada saat keadaan menghantar juga kecil. Dengan
sifat-sifat seperti ini, IGBT akan sesuai untuk dioperasikan pada arus yang besar, hingga ratusan Ampere,
tanpa terjadi kerugian daya yang cukup berarti. IGBT sesuai untuk aplikasi pada perangkat Inverter maupun
Kendali Motor Listrik (Drive).
Sifat-sifat IGBT
Komponen utama di dalam aplikasi elekronika daya dewasa ini adalah saklar peranti padat yang diwujudkan
dengan peralatan semikonduktor seperti transistor dwikutub (BJT), transistor efek medan (FET), maupun
Thyristor. Sebuah saklar ideal di dalam penggunaan elektronika daya akan mempunyai sifat-sifat sebagai
berikut:
pada saat keadaan tidak menghantar (off), saklar mempunyai tahanan yang besar sekali, mendekati nilai tak
berhingga. Dengan kata lain, nilai arus bocor struktur saklar sangat kecil
Sebaliknya, pada saat keadaan menghantar (on), saklar mempunyai tahanan menghantar (Ron) yang sekecil
mungkin. Ini akan membuat nilai tegangan jatuh (voltage drop) keadaan menghantar juga sekecil mungkin,
demikian pula dengan besarnya borosan daya yang terjadi, dan kecepatan pensaklaran yang tinggi.
Sifat nomor (1) umumnya dapat dipenuhi dengan baik oleh semua jenis peralatan semikonduktor yang
disebutkan di atas, karena peralatan semikonduktor komersial pada umumnya mempunyai nilai arus bocor
yang sangat kecil.
Untuk sifat nomor (2), BJT lebih unggul dari MOSFET, karena tegangan jatuh pada terminal kolektor-emitor,
VCE pada keadaan menghantar (on) dapat dibuat sekecil mungkin dengan membuat transitor BJT berada
dalam keadaan jenuh.
Sebaliknya, untuk unsur kinerja nomor (3) yaitu kecepatan pensakelaran, MOSFET lebih unggul dari BJT,
karena sebagai peranti yang bekerja berdasarkan aliran pembawa muatan mayoritas, pada MOSFET tidak
dijumpai arus penyimpanan pembawa muatan minoritas pada saat proses pensaklaran, yang cenderung
memperlamnat proses pensaklaran tersebut.
Page 2