IGBT : Qu’est-ce que c’est et comment fonctionne-t-il ?

Les semi-conducteurs de puissance servent notamment dans l’électronique, et ce, depuis toujours. Leurs composants ont toutefois connu des améliorations au fil des années. En allant du thyristor au transistor bipolaire ainsi que les transistors MOS, il y a eu l’IGBT. C’est notamment le type de semi-conducteur qui offre une gamme de composants plus complexes des précédents modèles. Que faut-il savoir sur l’IGBT ? Et où peut-on en trouver pour vos installations ?

Qu’est-ce que l’IGBT ? À quoi sert-il ?

L’IGBT, de l’anglais Insaluted Gate Bipolar Transitor, se traduit par transistor bipolaire à grille isolée. C’est un dispositif semi-conducteur qui sert d’interrupteur électronique. Nous pouvons facilement en voir dans les montages électroniques de puissance. Ces derniers traitent notamment le convertisseur de puissance électrique en une forme non électrique.

Un IGBT est un transistor hybride. Il réunit donc les caractéristiques d’un transistor à effet de champ MOSFET ainsi qu’un transistor bipolaire. Voici les caractéristiques principales d’un IGBT :

• Résistance à l’état passant ou la conductance.
• La transconductance : le rapport entre le courant électrique de sortie en ampères et la tension d’entrée en Volts.
• La commutation.
• Le verrouillage.

Il possède un faible cout énergétique, mais les pertes de conduction de l’appareil sont notamment plus faibles. C’est ce qui fait notamment sa structure complexe. L’IGBT peut être aussi utilisé pour le les appareils monophasés comme un onduleur DC/AC.

Comment fonctionne l’IGBT ?

L’IGBT ne peut travailler que dans des zones de fonctionnement sûr. Ce sont notamment les zones où il ne peut subir aucun dommage en respectant la puissance du courant continu et en évitant la saturation. S’il travaille en dehors de cette zone, la dissipation des puissances en valeurs instantanées sera bien trop grande pour lui. Il passe donc en phase critique.

Le fonctionnement de l’IGBT saturé se passe en trois phases critiques ou triphasées à savoir :

• le court-circuit,
• la commutation
• et le mode linéaire.

En temps normal, son mode de fonctionnement ne se limite qu’au court-circuit et à la commutation. Son étude se définit notamment par les états saturés et les états bloqués. Le mode linéaire n’est donc pas assez courant pour les différentes études.

Le fonctionnement de l’IGBT est d’ailleurs palpable dans les appareils suivants :

• propulseurs,
• véhicules électriques,
• ballasts électroniques
• ou encore le chauffage par induction.

Ces différents appareils ne passent jamais le mode linaire, sauf dans certains cas d’expérience d’amplification de la puissance du courant alternatif. Ce qui est assez rare.

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