Pratik devrelerde yüksek taraf MOSFET’lerin veya IGBT’lerin (Yalıtımlı Çift Kutuplu Transistörler) çalıştırılması, genellikle uygun çalışma ve verimliliği sağlamak için özel teknikler gerektirir. Yüksek taraflı MOSFET’leri veya IGBT’leri sürmenin pratik bir yolu, izole edilmiş bir kapı sürücü devresi kullanmaktır. Yüksek taraf anahtarları, transistörü tamamen açıp kapatmak için kaynak voltajından daha yüksek bir kapı voltajı sağlayabilen bir kapı sürücüsü gerektirir. İzole kapı sürücüleri, kontrol sinyalini yüksek voltaj tarafından izole etmek için transformatörler veya kapasitif kuplaj kullanır ve devrede güvenlik ve güvenilirlik sağlar.
Yüksek taraflı bir MOSFET devresini etkili bir şekilde sürmek için, kapı sürücüsünün, MOSFET’in drenajına uygulanan voltajdan daha yüksek bir kapıdan kaynağa voltaj üretebilmesi gerekir. Bu tipik olarak, kapasitif kuplajdan veya dahili bir şarj pompasından yararlanarak besleme voltajından daha yüksek bir voltaj üretebilen bir önyükleme devresi veya yüksek taraf kapı sürücüsü IC’sinin kullanılmasını içerir. Kapı sürücüsü, devredeki akım akışını kontrol etmek için MOSFET’in tamamen açılıp kapanmasını sağlar.
Bir IGBT transistörünün çalıştırılması, yüksek taraf MOSFET’in çalıştırılmasına benzer prensipleri içerir ancak IGBT’nin daha yüksek giriş kapasitansı ve kapı şarjı nedeniyle daha yüksek kapı akımları sağlayabilen bir kapı sürücüsü gerektirir. Kapı sürücüsünün, yüksek güçlü uygulamaları etkili bir şekilde kontrol etmek amacıyla IGBT’yi hızlı bir şekilde açıp kapatmak için yeterli voltaj ve akımı sağlayabilmesi gerekir. Anahtarlama kayıplarını en aza indirmek ve güvenilir çalışmayı sağlamak için uygun geçit direnci seçimi ve yerleşim hususları da çok önemlidir.
Yüksek gerilim uygulamalarında MOSFET’ler ve IGBT’ler arasında seçim yapmak anahtarlama hızı, verimlilik ve gerilim işleme yetenekleri gibi özel gereksinimlere bağlıdır. MOSFET’ler yüksek anahtarlama hızları ve düşük iletim kayıpları nedeniyle genellikle düşük voltaj ve yüksek frekanslı uygulamalarda tercih edilir. Bununla birlikte, yüksek voltaj uygulamaları için (tipik olarak 600V’un üzerinde), MOSFET’lerden daha yüksek voltajları ve daha yüksek akım yoğunluklarını daha verimli bir şekilde işleyebilmeleri nedeniyle IGBT’ler sıklıkla tercih edilir.
Özellikle düşük güçlü uygulamalarda bir MOSFET’i transistörle sürmek için yaygın bir yaklaşım, seviye değiştirici olarak bipolar bağlantı transistörünün (BJT) kullanılmasıdır. BJT, MOSFET’in kapısını sürmek için kontrol sinyalinden (tipik olarak bir mikro denetleyiciden veya mantık devresinden) gelen akımı yükseltebilir. Bu konfigürasyon MOSFET’in etkili bir şekilde anahtarlanmasına olanak tanır ve minimum gecikmeyle tamamen açılıp kapanmasını sağlar.
Evet, çoğu durumda bir IGBT’yi sürmek için bir MOSFET sürücüsü kullanılabilir. IGBT’ler genellikle MOSFET’lere kıyasla daha yüksek kapı sürücü voltajı ve akımı gerektirirken, birçok MOSFET sürücüsü bu gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlanmıştır. IGBT’nin geçit şarj özelliklerini ve anahtarlama hızı gereksinimlerini dikkate alarak, IGBT’yi verimli ve güvenli bir şekilde anahtarlamak için yeterli voltaj seviyelerini ve tepe akımlarını sağlayabilen bir MOSFET sürücüsünün seçilmesi önemlidir.
IGBT’ler, yüksek voltajları etkili bir şekilde idare etme yeteneklerinden dolayı belirli uygulamalarda MOSFET’lere göre tercih edilir. IGBT’ler, MOSFET’lerin avantajlarını (yüksek giriş empedansı ve hızlı anahtarlama) bipolar transistörlerin avantajlarıyla (yüksek akım kapasitesi ve düşük doyma voltajı) birleştirir. Bu, IGBT’leri güç elektroniği, motor sürücüleri ve yenilenebilir enerji sistemleri gibi yüksek voltaj ve yüksek akım anahtarlaması gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Yüksek akım yoğunlukları ve voltaj değerleriyle başa çıkabilme yetenekleri, onları sağlamlık ve güvenilirliğin kritik olduğu birçok endüstriyel ve otomotiv uygulamasında tercih edilen bir seçenek haline getiriyor.