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絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)の使い方 [Arduino]

MOSFETをベース部に組み込んだバイポーラトランジスタです。主に大電力のスイッチングなどに使用されます。

実行例

使用部品・材料

総額で約1,360円です。(Arduino本体の値段を除く)

部品/材料値段備考
サンハヤト SAD-101 ニューブレッドボード¥500Amazon.com
シリコンNチャネルIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ) GT20J341¥250秋月電子の通販コード(I-09803)
基板用スライドスイッチ SS-12D00-G5¥20秋月電子の通販コード(P-08790)
DCモーター FA-130RA-2270L¥120モーターの逆起電力を防ぐ為にダイオードを使用する必要があります。

秋月電子の通販コード(P-09169)
汎用整流用ダイオード 1000V1A 1N4007数円ダイオードには極性があります。白または灰色の線がある方がカソードです。今回はモーターが逆起電力を発生した際にダイオードが吸収する為にカソードを+側にしています。

秋月電子の通販コード(I-00934)
電池ボックス 単3x1本 リード線¥30秋月電子の通販コード(P-00221)
バッテリースナップ(電池スナップ・Bスナップ) 縦型 ソフトタイプ¥20秋月電子の通販コード(P-00452)
単三電池¥100DCモーター用
9V電池¥100IGBTのゲート操作用
コネクタ付コード(みの虫×ジャンパーワイヤ)¥220秋月電子の通販コード(C-08916)
カーボン抵抗器数円220Ω(1個)を使用。

配線図

スライドスイッチをオン、オフする事により「IGBTのゲート」をオン、オフにします。

オンの場合はコレクタ電流がエミッタ、GNDの順に流れてDCモーターが駆動します。オフの場合はコレクタとエミッタの間にファストリカバリダイオード(FRD)があるので流れがストップされます。ですので、DCモーターは駆動しません。

次は公式データシートより(GT20J341.pdf)

スイッチングにArduinoのデジタル出力(5V)の電圧でIGBTのゲートを操作してもコレクタ電流(IC)は数mAしか流れません。(図8.5のグラフ参照)

ですので、外部電源で9V電池を使用しています。

図8.7を見ると、スイッチング時間はゲート抵抗値によって変化します。今回はとりあえず220Ωにしてみました。

スケッチ(プログラム)

今回はスケッチを使用していません。

最後に

IGBTは大電力用なので単価が少し高いです。

ミニ四駆などのモーターを駆動するぐらいならパワーMOSFETやモータードライバーを使用すると経済的で良いです。

トランジスタのクイックリンク

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公開日:2017年08月11日 最終更新日:2017年08月16日
記事NO:02518