வணக்கம் நண்பர்களே! இன்னைக்கு IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)-யின் செயல்பாடு பத்தி தமிழ்ல விரிவாப் பார்க்கலாம். IGBT-கள் பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ்ல ஒரு முக்கியமான பாகம். மோட்டார் கண்ட்ரோல், பவர் சப்ளை, இன்வெர்ட்டர், மற்றும் பல்வேறு எலக்ட்ரானிக்ஸ் சாதனங்கள்ல இதைப் பயன்படுத்துறாங்க. வாங்க, இந்த IGBT-கள் எப்படி வேலை செய்யுதுன்னு பார்க்கலாம்.

IGBT என்றால் என்ன?

முதல்ல, IGBT-ன்னா என்னன்னு தெரிஞ்சுக்கலாம். IGBT என்பது Insulated Gate Bipolar Transistor என்பதன் சுருக்கம். இது ஒரு செமிகண்டக்டர் டிவைஸ் (semiconductor device), அதாவது மின்னோட்டத்தை கட்டுப்படுத்துறதுக்காக தயாரிக்கப்பட்டது. இது ரெண்டு விஷயங்களோட சிறந்த அம்சங்களை இணைச்சு உருவாக்கியிருக்காங்க: MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) மற்றும் BJT (Bipolar Junction Transistor). MOSFET மாதிரி, IGBT-க்கும் ஒரு கண்ட்ரோல் கேட் இருக்கு. ஆனா BJT மாதிரி, இதுவும் ஹை கரண்ட் மற்றும் வோல்டேஜ்ல வேலை செய்யும். சுருக்கமா சொல்லணும்னா, IGBT ஒரு பவர் சுவிட்ச் மாதிரி வேலை செய்யும். அதாவது, ஒரு குறிப்பிட்ட வோல்டேஜ் அல்லது சிக்னல் வரும்போது ஆன் ஆகும், இல்லன்னா ஆஃப் ஆகிடும்.

இந்த டிவைஸ், எலக்ட்ரானிக்ஸ் டிவைஸ்களை வடிவமைக்கும்போது ரொம்பவே உபயோகமா இருக்கு. இது ஹை பவர் அப்ளிகேஷன்ஸ்க்கு ஏற்றது. ஏன்னா, அதிகப்படியான மின்னழுத்தத்தையும், மின்னோட்டத்தையும் கையாளும் திறன் கொண்டது. அதனால, பவர் கன்வெர்ஷன் சிஸ்டம்ஸ்ல இது ஒரு முக்கியமான அங்கமா இருக்கு. இப்ப, IGBT-யின் உள்ளமைப்பு மற்றும் செயல்பாடு பத்தி டீடைலா பார்க்கலாம்.

IGBT-யின் உள்ளமைப்பு

IGBT-யின் உள்ளமைப்பு கொஞ்சம் சிக்கலானது. ஆனா, இத புரிஞ்சிக்கிட்டா, அதோட செயல்பாட்டை ஈஸியா புரிஞ்சுக்கலாம். இது முக்கியமா நாலு லேயர்களைக் கொண்டது: P+, N-, P, மற்றும் N+ லேயர்கள். இந்த லேயர்கள் ஒரு சிலிகான் சப்ஸ்டிரேட்ல (silicon substrate) அடுக்கி வைக்கப்பட்டிருக்கும். இதுல மூணு டெர்மினல்கள் இருக்கு: கலெக்டர் (Collector), எமிட்டர் (Emitter), மற்றும் கேட் (Gate). கேட் டெர்மினல், MOSFET-ல இருக்கிற கேட் மாதிரிதான். ஆனா, கலெக்டர் மற்றும் எமிட்டர் டெர்மினல்கள் BJT-ல இருக்கிற மாதிரி இருக்கும்.

• கேட் (Gate): இதுதான் IGBT-யை ஆன் அல்லது ஆஃப் செய்யப் பயன்படும் டெர்மினல். கேட்ல வோல்டேஜ் அப்ளை பண்ணும்போது, டிவைஸ் ஆன் ஆகும், வோல்டேஜ் இல்லனா ஆஃப் ஆகும்.
• கலெக்டர் (Collector): இது டிவைஸ்ல மின்னோட்டம் வெளியேறும் முனை.
• எமிட்டர் (Emitter): இது டிவைஸ்ல மின்னோட்டம் உள்ளே வரும் முனை.

இந்த லேயர்கள் மற்றும் டெர்மினல்களோட அமைப்புதான் IGBT-யை ஒரு பவர் சுவிட்ச் மாதிரி செயல்பட வைக்குது. அடுத்ததா, IGBT எப்படி வேலை செய்யுதுன்னு பார்க்கலாம்.

IGBT-யின் செயல்பாடு

சரி, IGBT எப்படி வேலை செய்யுதுன்னு பார்ப்போம். கேட் டெர்மினலுக்கு வோல்டேஜ் கொடுக்கும்போது, அது ஆன் ஆகுது. வோல்டேஜ் கொடுக்கலைன்னா ஆஃப் ஆகுது. இதுதான் பேசிக் கான்செப்ட். இத இன்னும் கொஞ்சம் டீடைலா பார்க்கலாம்.

1. ஆன் கண்டிஷன் (On Condition): கேட்ல பாசிட்டிவ் வோல்டேஜ் கொடுக்கும்போது, P பகுதியில் ஒரு சேனல் உருவாகும். இந்த சேனல், கலெக்டர்ல இருந்து எமிட்டருக்கு மின்னோட்டத்தை அனுமதிக்கும். இது MOSFET-ல நடக்குற மாதிரி இருக்கும்.
2. மின்னோட்டப் பாதை (Current Path): மின்னோட்டம் கலெக்டர்ல இருந்து எமிட்டருக்குப் போகும். ஆனா, BJT-ல நடக்குற மாதிரி, இது ஹை கரண்ட்ல வேலை செய்யும்.
3. ஆஃப் கண்டிஷன் (Off Condition): கேட்ல வோல்டேஜ் இல்லாதபோது, சேனல் மூடப்படும், மற்றும் மின்னோட்டம் தடை செய்யப்படும்.

IGBT-யின் இந்த ஆன் மற்றும் ஆஃப் செய்யும் செயல்பாடுதான், அத பவர் சுவிட்ச் மாதிரி செயல்பட வைக்குது. இது ஹை ஸ்பீட்ல சுவிட்ச் பண்ண முடியும், அதனால பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் அப்ளிகேஷன்ஸ்க்கு ரொம்பவே பொருத்தமானது.

IGBT-யின் முக்கியப் பண்புகள்

IGBT-கள் சில முக்கியமான பண்புகளைக் கொண்டிருக்கு. அது என்னன்னு பார்க்கலாம்:

• ஹை கரண்ட் மற்றும் வோல்டேஜ் ஹேண்ட்லிங் (High Current and Voltage Handling): IGBT-கள் அதிக மின்னழுத்தத்தையும், மின்னோட்டத்தையும் தாங்கும் திறன் கொண்டது.
• ஃபாஸ்ட் சுவிட்சிங் ஸ்பீட் (Fast Switching Speed): இது வேகமா ஆன் மற்றும் ஆஃப் ஆகும், அதனால் பவர் கன்வெர்ஷன்ல ரொம்ப உதவியா இருக்கும்.
• லோ ஆன்-ஸ்டேட் வோல்டேஜ் டிராப் (Low On-State Voltage Drop): ஆன் ஸ்டேட்ல வோல்டேஜ் டிராப் கம்மியா இருக்கும், அதனால எஃபிஷியன்சி அதிகமாகும்.
• கண்ட்ரோல் ஈஸி (Easy to Control): கேட் வோல்டேஜ் மூலமா ஈஸியா கண்ட்ரோல் பண்ணலாம்.

இந்த பண்புகள்னால, IGBT-கள் பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ்ல ரொம்பவே முக்கியமான டிவைஸா இருக்கு.

IGBT-யின் பயன்கள்

சரி, IGBT எங்கெல்லாம் பயன்படுத்துறாங்கன்னு பார்க்கலாம். இது நிறைய அப்ளிகேஷன்ஸ்ல பயன்படுது. சில உதாரணங்கள்:

• மோட்டார் கண்ட்ரோல் (Motor Control): ஏசி மற்றும் டிசி மோட்டார்களைக் கட்டுப்படுத்தப் பயன்படும்.
• பவர் சப்ளை (Power Supplies): ஸ்விட்ச் மோட் பவர் சப்ளைகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• இன்வெர்ட்டர் (Inverters): சோலார் இன்வெர்ட்டர் மற்றும் யுபிஎஸ் போன்றவற்றுல இது பயன்படுது.
• வெல்டிங் மெஷின் (Welding Machines): வெல்டிங் மெஷின்களில் பவர் சோர்ஸா பயன்படுகிறது.
• ரயில்வே டிராக்ஷன் (Railway Traction): ரயில் இன்ஜின்களில் பயன்படுகிறது.

இன்னும் நிறைய அப்ளிகேஷன்ஸ்ல IGBT-கள் பயன்படுது. எலக்ட்ரானிக்ஸ்ல இது ஒரு முக்கியமான அங்கமா இருக்கு.

IGBT-யின் நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள்

எல்லா டிவைஸையும் போலவே, IGBT-க்கும் சில நன்மைகளும், தீமைகளும் இருக்கு. வாங்க அதைப் பத்திப் பார்க்கலாம்.

நன்மைகள்:

• ஹை பவர் ஹேண்ட்லிங் கெபாசிட்டி (High Power Handling Capacity): அதிக பவர்ல வேலை செய்ய முடியும்.
• ஃபாஸ்ட் சுவிட்சிங் ஸ்பீட் (Fast Switching Speed): வேகமா சுவிட்ச் பண்ண முடியும்.
• ஹை எஃபிஷியன்சி (High Efficiency): எஃபிஷியன்சி அதிகம்.
• ஈஸி கண்ட்ரோல் (Easy Control): கேட் வோல்டேஜ் மூலமா ஈஸியா கண்ட்ரோல் பண்ணலாம்.

தீமைகள்:

• காஸ்ட்லியர் (Costlier): மற்ற ட்ரான்சிஸ்டர்களை விட விலை அதிகம்.
• டெம்பரேச்சர் சென்சிடிவிட்டி (Temperature Sensitivity): வெப்பநிலைக்கு உணர்திறன் அதிகம்.
• காம்ப்ளெக்ஸ் டிரைவிங் சர்க்யூட் (Complex Driving Circuit): கொஞ்சம் சிக்கலான டிரைவிங் சர்க்யூட் தேவைப்படும்.

இந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் காரணமா, எந்த அப்ளிகேஷனுக்கு எது சரிபடும்னு பார்த்து பயன்படுத்தணும்.

IGBT-யை எப்படி தேர்ந்தெடுப்பது?

IGBT-யை வாங்கும்போது, சில விஷயங்களை கவனிக்கணும். உங்க அப்ளிகேஷனுக்கு ஏத்த மாதிரி, சரியான IGBT-யை தேர்ந்தெடுக்கணும். அதுல சில முக்கியமான விஷயங்கள்:

• வோல்டேஜ் மற்றும் கரண்ட் ரேட்டிங் (Voltage and Current Rating): உங்க தேவைக்கு ஏற்ற வோல்டேஜ் மற்றும் கரண்ட் ரேட்டிங் இருக்கான்னு பாருங்க.
• சுவிட்சிங் ஸ்பீட் (Switching Speed): உங்க அப்ளிகேஷனுக்கு தேவையான சுவிட்சிங் ஸ்பீட் இருக்கான்னு பாருங்க.
• ஆன்-ஸ்டேட் வோல்டேஜ் டிராப் (On-State Voltage Drop): வோல்டேஜ் டிராப் கம்மியா இருக்கிற IGBT-யை தேர்ந்தெடுங்க.
• பேக்கேஜிங் (Packaging): உங்க தேவைக்கு ஏற்ற பேக்கேஜிங் இருக்கான்னு பாருங்க.

இந்த விஷயங்களை கவனத்துல வச்சுக்கிட்டா, சரியான IGBT-யை தேர்ந்தெடுக்க முடியும்.

முடிவு

நண்பர்களே, இன்னைக்கு IGBT-யின் செயல்பாடு பத்தி தமிழ்ல பார்த்தோம். IGBT-கள் பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ்ல ஒரு முக்கியமான பாகம். இதோட உள்ளமைப்பு, செயல்பாடு, பயன்கள், நன்மைகள், தீமைகள், மற்றும் எப்படி தேர்ந்தெடுக்கிறதுன்னு பார்த்தோம். IGBT பத்தின இந்த தகவல் உங்களுக்கு பயனுள்ளதா இருந்திருக்கும்னு நினைக்கிறேன். உங்களுக்கு வேற ஏதாவது சந்தேகம் இருந்தா, கமெண்ட்ஸ்ல கேளுங்க. மீண்டும் ஒரு பயனுள்ள தகவலோட உங்களை சந்திக்கிறேன். நன்றி!

இந்த கட்டுரை உங்களுக்குப் புரிஞ்சிருக்கும்னு நினைக்கிறேன். IGBT பத்தி இன்னும் தெரிஞ்சுக்க ஏதாவது கேள்விகள் இருந்தா, தயங்காம கேளுங்க. கூடிய விரைவில் அடுத்த டாபிக்கோட உங்களை சந்திக்கிறேன். அதுவரைக்கும், பாய்!