एकीकृत गेट-कम्यूटेटेड थाइरिस्टर

इंटीग्रेटेड गेट-कम्यूटेटेड थाइरिस्टर (IGCT) एक पावर सेमीकंडक्टर डिवाइस इलेक्ट्रानिक्स  डिवाइस है, जिसका इस्तेमाल औद्योगिक उपकरणों में विद्युत प्रवाह को स्विच करने के लिए किया जाता है। यह गेट टर्न-ऑफ थाइरिस्टर | गेट टर्न-ऑफ (जीटीओ) थाइरिस्टर से संबंधित है।

यह मित्सुबिशी और एबीबी द्वारा संयुक्त रूप से विकसित किया गया था। जीटीओ थाइरिस्टर की तरह, आईजीसीटी पूरी तरह से नियंत्रित करने योग्य पावर स्विच है, जिसका अर्थ है कि इसे अपने नियंत्रण टर्मिनल (गेट (ट्रांजिस्टर)) द्वारा चालू और बंद किया जा सकता है। गेट ड्राइव इलेक्ट्रॉनिक्स थाइरिस्टर डिवाइस के साथ एकीकृत हैं।

डिवाइस विवरण
एक IGCT एक विशेष प्रकार का thyristor  है। यह गेट कम्यूटेटेड थाइरिस्टर (जीसीटी) वेफर डिवाइस के साथ गेट यूनिट के एकीकरण से बना है। वेफर डिवाइस के साथ गेट यूनिट का घनिष्ठ एकीकरण कैथोड से गेट तक कंडक्शन करंट का तेजी से कम्यूटेशन सुनिश्चित करता है। वेफर डिवाइस गेट टर्न-ऑफ थाइरिस्टर (जीटीओ) के समान है। उन्हें गेट सिग्नल द्वारा चालू और बंद किया जा सकता है, और वोल्टेज वृद्धि (डीवी / डीटी) की उच्च दर का सामना करना पड़ता है, जैसे कि अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए किसी स्नबर की आवश्यकता नहीं होती है।

IGCT की संरचना GTO थाइरिस्टर के समान है। IGCT में, गेट टर्न-ऑफ करंट एनोड करंट से अधिक होता है। इसका परिणाम निचले पीएन जंक्शन से अल्पसंख्यक वाहक इंजेक्शन के पूर्ण उन्मूलन और तेजी से बंद होने के समय में होता है। मुख्य अंतर सेल आकार में कमी है, और गेट ड्राइव सर्किट और ड्राइव सर्किट कनेक्शन में बहुत कम अधिष्ठापन के साथ बहुत अधिक पर्याप्त गेट कनेक्शन है। बहुत उच्च गेट धाराएं और गेट करंट के तेज dI/dt उदय का मतलब है कि गेट ड्राइव को IGCT से जोड़ने के लिए नियमित तारों का उपयोग नहीं किया जा सकता है। ड्राइव सर्किट मुद्रित सर्किट बोर्ड डिवाइस के पैकेज में एकीकृत है। ड्राइव सर्किट डिवाइस को घेरता है और IGCT के किनारे से जुड़ा एक बड़ा गोलाकार कंडक्टर उपयोग किया जाता है। बड़ा संपर्क क्षेत्र और छोटी दूरी कनेक्शन के अधिष्ठापन और प्रतिरोध दोनों को कम करती है।

जीटीओ की तुलना में आईजीसीटी का बहुत तेज टर्न-ऑफ समय इसे उच्च आवृत्तियों पर संचालित करने की अनुमति देता है - बहुत कम समय के लिए कई kHz तक। हालाँकि, उच्च के कारण switching loss, सामान्य परिचालन आवृत्ति 500 Hz तक होती है।

न्यूट्रॉन-ट्रांसम्यूटेशन-डोप्ड सिलिकॉन IGCT बेस सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किया जाता है। IGCTs, उच्च शक्ति अनुप्रयोगों में, ब्रह्मांडीय किरणों के प्रति संवेदनशील होते हैं। ब्रह्मांडीय किरण प्रेरित खराबी को कम करने के लिए, एन में अधिक मोटाई− आधार आवश्यक है।

रिवर्स बायस
IGCT रिवर्स ब्लॉकिंग क्षमता के साथ या उसके बिना उपलब्ध है। रिवर्स ब्लॉकिंग क्षमता लंबे, कम डोप वाले P1 क्षेत्र की आवश्यकता के कारण आगे वोल्टेज ड्रॉप में जोड़ती है।

रिवर्स वोल्टेज को अवरुद्ध करने में सक्षम आईजीसीटी को सममित आईजीसीटी, संक्षिप्त रूप से एस-आईजीसीटी के रूप में जाना जाता है। आमतौर पर, रिवर्स ब्लॉकिंग वोल्टेज रेटिंग और फॉरवर्ड ब्लॉकिंग वोल्टेज रेटिंग समान होती है। सममित IGCTs के लिए विशिष्ट अनुप्रयोग वर्तमान स्रोत इनवर्टर में है।

रिवर्स वोल्टेज को अवरुद्ध करने में अक्षम आईजीसीटी को असममित आईजीसीटी, संक्षिप्त ए-आईजीसीटी के रूप में जाना जाता है। वे आमतौर पर दसियों वोल्ट में रिवर्स ब्रेकडाउन रेटिंग रखते हैं। ए-आईजीसीटी का उपयोग किया जाता है जहां या तो रिवर्स कंडक्टिंग डायोड को समानांतर में लगाया जाता है (उदाहरण के लिए, वोल्टेज स्रोत इनवर्टर में) या जहां रिवर्स वोल्टेज कभी नहीं होता है (उदाहरण के लिए, बिजली की आपूर्ति स्विच करने या डीसी ट्रैक्शन हेलिकॉप्टर में)।

विषम आईजीसीटी को एक ही पैकेज में रिवर्स कंडक्टिंग डायोड के साथ बनाया जा सकता है। रिवर्स कंडक्टिंग आईजीसीटी के लिए इन्हें आरसी-आईजीसीटी के रूप में जाना जाता है।

अनुप्रयोग
मुख्य अनुप्रयोग चर-आवृत्ति इन्वर्टर (इलेक्ट्रिकल), ड्राइव, ट्रैक्शन (इंजीनियरिंग) और तेज़ एसी डिस्कनेक्ट स्विच में हैं। उच्च शक्ति अनुप्रयोगों के लिए एकाधिक IGCT को श्रृंखला में या समानांतर में जोड़ा जा सकता है।

यह भी देखें

 * थाइरिस्टर
 * गेट टर्न-ऑफ थाइरिस्टर
 * विद्युत रोधित गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर

बाहरी संबंध

 * 'IGCT Technology-A Quantum Leap', pdf