Igbts

IGBT ist die Kurzform für Insulated Gate Bipolar Transistor, zu Deutsch Bipolartransistor mit isoliertem Gate.  Es handelt sich dabei um ein Halbleiter-Schaltbauteil mit drei Anschlüssen, das sich für schnelles Schalten mit hohem Wirkungsgrad verwenden lässt. Diese Transistoren finden sich zum Beispiel in Verstärkern zum Schalten beziehungsweise Verarbeiten komplexer Wellenmuster mit Pulsweitenmodulation. Ebenso häufig anzutreffen sind sie in Gleich- und Wechselstrom-Motorantrieben und unterbrechungsfreien Stromversorgungen.

Aber auch in Anwendungen für das Steuern von Schaltnetzteilen, Fahrmotoren, Induktionsheizungen, Windkraft- und Solaranlagen, getakteten Stromversorgung für Schweißgeräte, Haushaltsgeräten wie Mikrowellen, Waschmaschinen, Klimaanlagen und Gefrierschränken, Defibrillatoren und Wechselrichtern haben sie sich IGBTs einen festen Platz erobert.

Große IGBT-Module bestehen aus vielen parallel geschalteten Bauelementen, die hohe Ströme in der Größenordnung von Hunderten von Ampere bei Sperrspannungen von 6000 Volt verarbeiten können.

Der IGBT ist ein spannungsgesteuertes Bauteil, das heißt, er benötigt nur eine geringe Spannung am Gate, um im leitenden Zustand zu bleiben. Da es sich um ein unidirektionales Bauelement handelt, schaltet er nur in Vorwärtsrichtung vom Kollektor zum Emitter. 

Die Ausgangscharakteristik eines IGBT lässt sich in drei Stufen einteilen:
 

1. Bei einer Gate-Spannung von Null befindet sich das Element im ausgeschalteten Zustand, was als Abschaltbereich bezeichnet wird.
   
2. Wird die Spannung erhöht und liegt sie unter der Schwellenspannung, fließt ein kleiner Leckstrom durch das Bauelement, das sich aber immer noch im Abschaltbereich befindet.
3. Erst beim Überschreiten der Schwellenspannung geht der IGBT in den aktiven Bereich über, der Stromfluss beginnt und nimmt mit einer Spannungssteigerung weiter zu.