IGBT — ทรานซิสเตอร์กำลังลูกผสม

IGBT — the Hybrid Power Transistor

เกตแบบมอสเฟต + ตัวนำกระแสแบบ BJT • หัวใจของเตาแม่เหล็กไฟฟ้าและอินเวอร์เตอร์ • ขับเกต วัดค่า และเลือกใช้ + ซิมเทียบ MOSFET/IGBT

A MOSFET gate on a BJT conduction path • the heart of induction stoves and inverters • gate drive, testing and device choice + a live MOSFET-vs-IGBT sim

วัตถุประสงค์การเรียนรู้Learning Objectives

อธิบายได้ว่า IGBT เป็น ลูกผสมระหว่าง MOSFET กับ BJT และแต่ละส่วนมาทำหน้าที่อะไร
เรียกชื่อขา G / C / E และอ่านสัญลักษณ์ IGBT ได้
เปรียบเทียบ V_CE(sat) ของ IGBT กับ R_DS(on) ของ MOSFET และบอกได้ว่างานไหนควรใช้ตัวไหน
อธิบายการ ขับเกต 15–18V, หน้าที่ของ R-gate และซีเนอร์ป้องกันเกต
บอกได้ว่าทำไม โหลดเหนี่ยวนำ ถึงทำให้ IGBT พัง และไดโอดฟรีวีลช่วยอย่างไร
ตรวจเช็ค IGBT ด้วยมัลติมิเตอร์ได้ทั้ง แบบคาบอร์ด และ แบบถอดออกมาวัด 5 ขั้น (รวมการทดสอบทริกเกอร์)
ประกอบกลับได้ถูกวิธี — ซิลิโคนระบายความร้อน แผ่นฉนวน และการวัดยืนยันว่าขา C ไม่ช็อตกับฮีตซิงก์
อ่านพิกัดจากเบอร์อะไหล่ เลือกเบอร์แทนให้ถูกกฎ และดูออกว่าเป็นของรีมาร์ค
บอกกฎความปลอดภัยเมื่อทำงานกับบอร์ดที่มี IGBT ต่อกับบัส 310V ได้

Explain that an IGBT is a hybrid of a MOSFET and a BJT, and what each half contributes
Name the G / C / E terminals and read the IGBT symbol
Compare IGBT V_CE(sat) against MOSFET R_DS(on) and pick the right device for a job
Explain 15–18 V gate drive, the job of the gate resistor and of the gate-protection zener
Say why an inductive load destroys IGBTs and how the freewheel diode prevents it
Test an IGBT with a multimeter both in-circuit and with the 5-step out-of-circuit procedure (including the trigger test)
Refit it correctly — thermal grease, insulator pad, and the check that the collector is not shorted to the heatsink
Read the ratings out of a part number, choose a legitimate substitute, and spot a remarked fake
State the safety rules for working on a board where an IGBT sits on a 310 V bus

IGBT คืออะไร?What is an IGBT?

ย่อจาก Insulated Gate Bipolar Transistor — "ทรานซิสเตอร์สองขั้วที่มีเกตหุ้มฉนวน"
เป็น ลูกผสม: ด้านสั่งงานเป็น มอสเฟต (เกตหุ้มฉนวน สั่งด้วยแรงดัน แทบไม่กินกระแส) ส่วนด้านที่รับกระแสโหลดเป็น BJT (แรงดันตกคร่อมต่ำแม้กระแสสูงมาก)
เกิดมาเพื่อแก้จุดอ่อนของทั้งสองฝ่าย — BJT ขับยาก (ต้องป้อนกระแสเบสมหาศาล) และ MOSFET แรงดันสูงร้อนจัด (R_DS(on) โตเร็วมากตามพิกัดแรงดัน)
ครองงานช่วง 300–1,700V กระแสสูง ความถี่ปานกลาง (ไม่กี่ kHz ถึงหลักสิบ kHz) เช่น เตาแม่เหล็กไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์แอร์ เครื่องเชื่อม UPS มอเตอร์ไดรฟ์
ไม่ใช่สวิตช์แบบล็อกตัวเหมือน ไทริสเตอร์ — ปล่อยเกตเมื่อไหร่ก็ดับ จึงคุมเป็นพัลส์ PWM ได้

Short for Insulated Gate Bipolar Transistor
A hybrid: the control side is a MOSFET (insulated gate, voltage driven, draws almost no current) while the load current flows through a BJT section (low forward drop even at very high current)
It exists to cancel the weakness of each parent — BJTs are hard to drive (they need huge base current) and high-voltage MOSFETs run hot (R_DS(on) rises steeply with the voltage rating)
It owns the 300–1,700 V, high-current, medium-frequency space (a few kHz to tens of kHz): induction stoves, air-conditioner inverters, welders, UPS units, motor drives
Unlike a thyristor it does not latch — release the gate and it turns off, so it can be PWM controlled

💡 จำง่ายๆ 💡 The one-line summary

IGBT = "ขาเกตของมอสเฟต ต่อเข้ากับตัวถ่างกระแสของ BJT"
สั่งงานง่ายเหมือนมอสเฟต แต่ทนกระแสและแรงดันตกต่ำเหมือน BJT

ราคาที่ต้องจ่าย: ปิดช้ากว่ามอสเฟต (มีหางกระแส current tail) จึงไม่เหมาะกับความถี่สูงมาก และ มีแรงดันตกคงที่ ~0.8–1V ติดตัวเสมอ แม้กระแสจะน้อยนิดเดียว

IGBT = "a MOSFET gate bolted onto a BJT current path"
As easy to drive as a MOSFET, with the low drop and current handling of a BJT

The price: it turns off more slowly than a MOSFET (the current tail), so very high frequencies hurt, and it always carries a fixed ~0.8–1 V offset even at tiny currents

หัวข้อProperty	BJT	MOSFET	IGBT
ขาสั่งงานControl terminal	เบส — กินกระแส I_B = I_C/β ตลอดเวลาBase — draws I_B = I_C/β continuously	เกต — แรงดัน แทบไม่กินกระแสGate — voltage driven, near-zero current	เกต — แรงดัน แทบไม่กินกระแส (เหมือนมอสเฟต)Gate — voltage driven, near-zero current (MOSFET-like)
แรงดันตกตอนนำกระแสOn-state drop	V_CE(sat) ≈ 0.2–1 V	I × R_DS(on) — โตตามกระแสยกกำลังสอง — rises with the square of current	V_CE(sat) ≈ 1.5–2.5 V — เกือบคงที่— nearly constant
ย่านแรงดันที่ถนัดVoltage sweet spot	< 400 V	< 250 V (สูงกว่านี้ R_DS(on) พุ่ง)(above that R_DS(on) explodes)	400–1,700 V
ความถี่ที่ถนัดFrequency sweet spot	< 50 kHz	สูงมาก (100 kHz–MHz)Very high (100 kHz–MHz)	ปานกลาง (1–50 kHz)Medium (1–50 kHz)
เจอที่ไหนในบทเรียนนี้Where you meet it here	บททรานซิสเตอร์Transistor lesson	บททรานซิสเตอร์Transistor lesson · ภาคจ่ายไฟสวิตชิ่งSwitching PSU	เตาแม่เหล็กไฟฟ้าInduction stove · ไมโครเวฟอินเวอร์เตอร์Inverter microwave

สัญลักษณ์ ขา และวงจรสมมูลSymbol, Terminals & Equivalent Circuit

สัญลักษณ์ = มอสเฟตที่เปลี่ยนขาออกเป็นลูกศรแบบ BJT • ภายในคือมอสเฟตขับทรานซิสเตอร์ PNP ตัวใหญ่ The symbol is a MOSFET whose output leg carries a BJT-style arrow • inside, a MOSFET drives a large PNP transistor

G (Gate) — ขาสั่งงาน วัดเทียบขา E เสมอ หุ้มฉนวนด้วยออกไซด์บางมาก จึง ไม่กินกระแสตอนค้างสถานะ แต่ ทะลุพังได้ถ้าเกิน ±20V
C (Collector) — ขารับกระแสจากไฟบวก (ในแพ็กเกจ TO-247/TO-220 ต่ออยู่กับแผ่นโลหะหลัง — แผ่นหลังจึงมีไฟ 310V!)
E (Emitter) — ขาออก เป็นจุดอ้างอิงของแรงดันเกตเสมอ · หลายบอร์ดไม่ได้ลงกราวด์ตรงๆ แต่ผ่าน ตัวต้านทานเซ็นเซอร์กระแส ค่าต่ำมาก (หลักมิลลิโอห์ม) ก่อน เพื่อให้วงจรอ่านกระแสได้
เรียงขาแบบมาตรฐานของ TO-247 มองจากด้านหน้า (ด้านที่มีตัวหนังสือ) คือ G – C – E จากซ้ายไปขวา (แต่ ต้องเช็ค datasheet เสมอ เพราะบางเบอร์สลับ)
หลายเบอร์มี ไดโอดฟรีวีล (FRD) ประกบมาในตัว — วัดจาก C ไป E จะเจอไดโอดทิศเดียวเสมอ อันนี้ปกติ ไม่ใช่ของเสีย

G (Gate) — the control pin, always referenced to E. The oxide under it is extremely thin, so it draws no steady current but punches through above ±20 V
C (Collector) — takes current from the positive rail. In TO-247/TO-220 packages it is bonded to the metal back tab — so that tab sits at 310 V!
E (Emitter) — the output leg and always the reference for the gate voltage · on many boards it does not go straight to ground but through a current-sense resistor of a few milliohms so the circuit can read the current
The usual TO-247 order, viewed from the printed face, is G – C – E left to right — but always confirm in the datasheet, some parts differ
Many parts include a co-packaged freewheel diode (FRD) — so C-to-E always reads as a diode in one direction. That is normal, not a fault

🔍 อ่านสัญลักษณ์ให้ไว 🔍 Reading the symbol quickly

เห็น ขาเกตมีเส้นขีดขนานหุ้มฉนวน = ตระกูลมอสเฟต · เห็น ลูกศรที่ขาออก = ตระกูล BJT · เห็นทั้งสองอย่างในตัวเดียว = IGBT และชื่อขาจะเปลี่ยนจาก D/S เป็น C/E ตามฝั่ง BJT

An insulated gate plate means the MOSFET family · an arrow on the output leg means the BJT family · both on one device means IGBT, and the pins are named C/E after its BJT half rather than D/S

ทำไมต้องมี IGBT? — สงคราม V_CE(sat) กับ R_DS(on)Why IGBTs Exist — V_CE(sat) vs R_DS(on)

มอสเฟตตอนนำกระแสคือ "ตัวต้านทาน" → แรงดันตก = I × R_DS(on) และกำลังสูญเสีย = I² × R — กระแสเพิ่ม 2 เท่า ความร้อนเพิ่ม 4 เท่า
IGBT ตอนนำกระแสคือ "ไดโอด + ตัวต้านทานเล็กๆ" → แรงดันตก ≈ V_CE0 + I × r และกำลังสูญเสีย = I × V — โตแบบเชิงเส้น ไม่ระเบิดตามกำลังสอง
ที่ กระแสน้อย มอสเฟตชนะขาด (แรงดันตกเกือบศูนย์ ส่วน IGBT เสีย ~0.9V ฟรีๆ)
ที่ กระแสสูง IGBT ชนะ เพราะ R_DS(on) ของมอสเฟตพิกัด 600V สูงกว่าของ 100V หลายสิบเท่า
แต่ IGBT ปิดช้ากว่า มีหางกระแส (tail current) ทำให้ กำลังสูญเสียตอนสวิตช์แปรตามความถี่ — ยิ่งสับเร็ว ยิ่งร้อน

A MOSFET in the on-state is a resistor → drop = I × R_DS(on), loss = I² × R — double the current, quadruple the heat
An IGBT in the on-state is a diode plus a small resistor → drop ≈ V_CE0 + I × r, loss = I × V — linear, not quadratic
At low current the MOSFET wins easily (almost no drop, while the IGBT wastes ~0.9 V for free)
At high current the IGBT wins, because a 600 V MOSFET's R_DS(on) is tens of times worse than a 100 V one
But the IGBT turns off more slowly — its current tail makes switching loss scale with frequency, so the faster you chop, the hotter it runs

P_MOSFET = I² × R_DS(on)

P_IGBT = I × (V_CE0 + I × r)

จุดตัด (กระแสที่ทั้งสองเสมอกัน):
I* = V_CE0 ÷ (R_DS(on) − r)
ต่ำกว่า I* ใช้มอสเฟต · สูงกว่า I* ใช้ IGBT

They break even at
I* = V_CE0 ÷ (R_DS(on) − r)
Below I* pick the MOSFET · above it pick the IGBT

⚔️ ซิมเทียบกำลังสูญเสีย — MOSFET 600V กับ IGBT 600V ⚔️ Loss comparison sim — 600 V MOSFET vs 600 V IGBT

กระแสโหลดLoad current 12 A

ความถี่สวิตช์Switching freq 25 kHz

แรงดันบัสBus voltage 310 V

MOSFET รวมtotal

—

IGBT รวมtotal

—

แรงดันตก MOSMOS drop

—

แรงดันตก IGBTIGBT drop

—

พิกัด 600V: มอสเฟต R_DS(on) 0.19 Ω · IGBT V_CE0 0.9 V + r 0.035 Ω (ค่าตอนร้อนจะแย่กว่านี้ทั้งคู่) 600 V class: MOSFET R_DS(on) 0.19 Ω · IGBT V_CE0 0.9 V + r 0.035 Ω (both get worse when hot)

🍳 ลองแบบเตาแม่เหล็กไฟฟ้า 🍳 Try the induction-stove case

ลองไล่ 3 จุดนี้ดู:
1) กระแส 25A · 25 kHz · 310V (เงื่อนไขของเตา) → IGBT ชนะเกือบเท่าตัว เพราะที่กระแสระดับนี้ R_DS(on) ของมอสเฟต 600V กินความร้อนตามกำลังสอง
2) กดสลับ สวิตช์แข็ง ↔ ซอฟต์ (ZVS) ที่จุดเดิม → กำลังสูญเสียของ IGBT ลดลงอีกก้อนใหญ่ นั่นคืองานของคาปาซิเตอร์เรโซแนนซ์ ที่บังคับให้ IGBT ปิด-เปิดตอนแรงดันใกล้ศูนย์ — และเป็นเหตุผลที่คาปาตัวนี้ค่าแห้งเมื่อไหร่ IGBT ระเบิดทันที (ดู บทเตาแม่เหล็กไฟฟ้า)
3) ลดกระแสเหลือ ~8A แล้วดันความถี่ไป 100 kHz → มอสเฟตกลับมาชนะทันที เพราะหางกระแสของ IGBT ต้องจ่ายค่าสวิตช์ทุกรอบ — นี่คือเหตุผลที่ ภาคจ่ายไฟสวิตชิ่ง ความถี่สูงใช้มอสเฟต ไม่ใช่ IGBT

Walk through three points:
1) 25 A · 25 kHz · 310 V (stove conditions) → the IGBT wins by nearly 2:1, because at that current a 600 V MOSFET's R_DS(on) burns power with the square of the current
2) Toggle hard ↔ soft (ZVS) at the same point → the IGBT sheds another big chunk of loss. That is the job of the resonant capacitor, which makes the IGBT switch near zero volts — and why a dried-out resonant capacitor blows the IGBT instantly (see the induction stove lesson)
3) Drop to ~8 A and push the frequency to 100 kHz → the MOSFET takes the lead again, because the IGBT's current tail is paid on every cycle — which is why high-frequency switching supplies use MOSFETs, not IGBTs

การขับเกต (Gate Drive)Gate Drive

ต้องใช้ 15–18V ไม่ใช่ 5V — V_GE(th) ของ IGBT กำลังอยู่ที่ราว 4–6V ถ้าป้อนแค่ 5V มันจะเปิดแบบ "แง้มประตู" นำกระแสได้นิดเดียวแต่แรงดันตกสูงมาก แล้วไหม้ภายในไม่กี่วินาที
นี่คือเหตุผลที่บอร์ดเตาแม่เหล็กไฟฟ้าต้องมี ภาคจ่าย 18V แยกต่างหาก และมี วงจรขับเกต (gate driver) คั่นระหว่าง MCU 5V กับขาเกต
R-gate (10–47Ω) — จำกัดกระแสประจุ/คายประจุเกต คุมความเร็วสวิตช์และลดการแกว่ง (ringing) ถ้าไหม้ขาด IGBT จะไม่เปิดเลย
ซีเนอร์ 18V คร่อม G-E — กันแรงดันเกินทำให้ออกไซด์ทะลุ ถ้าซีเนอร์ตัวนี้ช็อต สัญญาณสั่งจะถูกดึงลงกราวด์หมด IGBT ก็ไม่เปิด
ห้ามปล่อยขาเกตลอย — เกตคือตัวเก็บประจุ ประจุค้างหรือสัญญาณรบกวนทำให้เปิดเองได้ ต้องมีตัวต้านทาน 10k คร่อม G-E คอยคายประจุเสมอ
ปิดให้สนิทควรดึงเกตลง 0V (หรือติดลบ −5 ถึง −15V ในงานใหญ่) เพื่อกันเปิดเองจาก dv/dt

It needs 15–18 V, not 5 V — a power IGBT's V_GE(th) is around 4–6 V, so 5 V only cracks the door open: a little current flows with a huge voltage across it, and it cooks in seconds
That is why a stove board carries a separate 18 V supply and a gate driver between the 5 V MCU and the gate
Gate resistor (10–47 Ω) — limits the charge/discharge current, sets switching speed and damps ringing. If it burns open, the IGBT never turns on
An 18 V zener across G-E — stops overvoltage from punching through the oxide. If that zener shorts, the drive signal is dragged to ground and again the IGBT never turns on
Never leave the gate floating — it is a capacitor; trapped charge or noise can switch it on by itself. Always fit a 10 k resistor across G-E to bleed it
To turn off hard, pull the gate to 0 V (or negative, −5 to −15 V on large modules) so dv/dt cannot re-trigger it

⚠️ จุดที่ช่างพลาดบ่อยที่สุด ⚠️ The most common repair mistake

เปลี่ยน IGBT ตัวใหม่โดยไม่ตรวจวงจรขับเกตก่อน → ตัวใหม่ระเบิดซ้ำทันทีที่เสียบปลั๊ก

ก่อนใส่ตัวใหม่ทุกครั้ง: วัด R-gate ว่ายังไม่ขาด · วัดซีเนอร์ว่าไม่ช็อต · จ่ายไฟตอนยังไม่ใส่ IGBT แล้ววัดที่รูบัดกรีขาเกตต้องได้ 0V ห้ามมี 18V ค้างเด็ดขาด

Fitting a new IGBT without checking the gate drive first → the new part blows the moment you plug in

Before every replacement: check the gate resistor is not open · check the zener is not shorted · power up with the IGBT still out and probe the gate pad — it must read 0 V, never a lingering 18 V

🔗 เชื่อมกับบทอื่น 🔗 Related lessons

วงจรขับเกตในเตาแม่เหล็กไฟฟ้าใช้ ทรานซิสเตอร์คู่ (เช่น S8050/S8550) ขยาย 5V ให้เป็น 18V และไฟ 18V นั้นมาจาก ภาคจ่ายไฟสวิตชิ่ง บนบอร์ดเดียวกัน — ถ้าไฟ 18V หาย IGBT ก็ไม่เปิดทั้งที่ตัวมันยังดี

A stove's gate driver uses a transistor pair (e.g. S8050/S8550) to lift 5 V to 18 V, and that 18 V comes from the switching supply on the same board — lose the 18 V rail and a perfectly good IGBT still will not turn on

โหลดเหนี่ยวนำ และไดโอดฟรีวีลInductive Loads & the Freewheel Diode

งานของ IGBT เกือบทั้งหมดเป็นโหลดเหนี่ยวนำ — ขดลวดเตาแม่เหล็กไฟฟ้า มอเตอร์ หม้อแปลง
ขดลวดต้านการเปลี่ยนแปลงของกระแส ตอน IGBT ปิดกะทันหัน กระแสที่ค้างอยู่ต้องหาทางไปต่อ ไม่งั้นจะเกิดแรงดันสูงมากตามสมการ V = L × (dI/dt) — หลักร้อยถึงหลักพันโวลต์ในชั่วพริบตา
ถ้าแรงดันนั้นเกิน V_CES ของ IGBT มันจะทะลุพังทันที (อาการยอดฮิต: ช็อต C-E ทำให้ฟิวส์เมนขาดตามไปด้วย)
ไดโอดฟรีวีล ต่อกลับขั้วคร่อมโหลด (หรือประกบมาในตัว IGBT) เปิดทางให้กระแสไหลวนต่อจนหมดพลังงาน — แรงดันจึงถูกหนีบไว้แค่ระดับบัส
ในเตาแม่เหล็กไฟฟ้ายังมี คาปาซิเตอร์เรโซแนนซ์ 0.27–0.3 µF 1200V คร่อม IGBT ทำหน้าที่หน่วงการขึ้นของแรงดัน (snubber) และสร้างจังหวะ ZVS — ค่าแห้งเมื่อไหร่ IGBT ระเบิดทันที
อย่าลืมพิกัดความปลอดภัย: เลือก IGBT ที่ V_CES สูงกว่าบัสอย่างน้อย ~2 เท่า (บัส 310V → ใช้เบอร์ 600V ขึ้นไป)

Almost every IGBT job drives an inductive load — a stove's work coil, a motor, a transformer
An inductor fights any change in current. When the IGBT switches off abruptly, the trapped current must go somewhere, or it generates a huge spike per V = L × (dI/dt) — hundreds to thousands of volts in an instant
If that spike exceeds the IGBT's V_CES, it punches through immediately (classic result: a C-E short that also takes out the mains fuse)
The freewheel diode, reverse-connected across the load (or co-packaged inside the IGBT), gives that current a loop to decay in, clamping the voltage to about the bus level
Induction stoves add a 0.27–0.3 µF 1200 V resonant capacitor across the IGBT, which slows the voltage rise (snubber) and creates the ZVS window — let it dry out and the IGBT blows instantly
Keep margin: choose an IGBT whose V_CES is roughly twice the bus (310 V bus → a 600 V part or better)

สเปคที่ต้องดู และเบอร์ยอดนิยมKey Ratings & Common Part Numbers

สเปคRating	ความหมายMeaning	ทำไมต้องสนใจWhy it matters
V_CES	แรงดัน C-E สูงสุดตอนกั้นไฟMax blocking voltage C-E	ต้องสูงกว่าบัส 310V มากพอรับสไปก์ — ปกติเลือก 600–1200VMust clear the 310 V bus with spike margin — usually 600–1200 V
I_C	กระแสต่อเนื่องสูงสุด (ระบุที่อุณหภูมิ)Continuous collector current (at a stated temperature)	ค่าที่โฆษณามักวัดที่ 25°C ของจริงตอนร้อนเหลือราวครึ่งเดียวThe headline figure is at 25 °C; hot, you get about half
V_CE(sat)	แรงดันตกตอนนำกระแสเต็มที่On-state voltage drop	คูณกระแสแล้วได้ความร้อนที่ต้องระบาย — ยิ่งต่ำยิ่งเย็นTimes the current, that is the heat to remove — lower is cooler
V_GE(th)	แรงดันเกตที่เริ่มนำกระแสGate threshold voltage	ราว 4–6V จึงต้องขับ 15–18V ให้เปิดสุดTypically 4–6 V, which is why you drive 15–18 V for full turn-on
V_GE(max)	แรงดันเกตสูงสุด มัก ±20VAbsolute gate limit, usually ±20 V	เกินแล้วออกไซด์ทะลุถาวร — ต้องมีซีเนอร์กันExceed it and the oxide is destroyed — hence the clamp zener
t_f / tail	เวลาปิดและหางกระแสFall time / current tail	ตัวกำหนดกำลังสูญเสียตอนสวิตช์และเพดานความถี่Sets switching loss and the usable frequency ceiling
SOA / SCSOA	ย่านทำงานปลอดภัย และเวลาทนช็อต (มัก 5–10 µs)Safe operating area and short-circuit withstand (often 5–10 µs)	วงจรป้องกันต้องตัดให้ทันในหลักไมโครวินาทีProtection must trip within microseconds

เบอร์Part	พิกัดโดยประมาณApprox. rating	เจอที่ไหนWhere you find it
H20R1203 / H20R1353	1200V ~20A มี FRD ในตัวwith co-packaged FRD	บอร์ดเตาแม่เหล็กไฟฟ้า (เบอร์ที่เจอบ่อยที่สุด)Induction stove boards (the one you meet most)
GT30J122 / GT40T101	600V 30–40A	เตาแม่เหล็กไฟฟ้า อินเวอร์เตอร์ไมโครเวฟInduction stoves, inverter microwaves
FGA25N120	1200V 25A	เครื่องเชื่อมอินเวอร์เตอร์ UPSInverter welders, UPS units
IRG4BC30U	600V 23A	มอเตอร์ไดรฟ์ งานความถี่ปานกลางMotor drives, medium-frequency jobs
FGH60N60	600V 60A	อินเวอร์เตอร์กำลังสูง เครื่องเชื่อมHigh-power inverters, welders

⚠️ ค่าในตารางเป็นค่าโดยประมาณเพื่อการเปรียบเทียบ — ยึด datasheet ของเบอร์นั้นเสมอ โดยเฉพาะลำดับขาและพิกัดกระแสที่อุณหภูมิใช้งานจริง ⚠️ These figures are approximate, for comparison only — always follow the part's datasheet, especially pin order and current rating at the real operating temperature

ตรวจเช็ค IGBT ด้วยมัลติมิเตอร์Testing an IGBT with a Multimeter

⚠️ ก่อนเริ่ม ⚠️ Before you start

ถอดปลั๊ก คายประจุคาปาซิเตอร์บัส 310V ให้หมดก่อนเสมอ และถอด IGBT ออกจากบอร์ดจึงจะวัดได้แม่นยำ — วัดคาบอร์ดมักโดนวงจรรอบข้าง (ซีเนอร์/R 10k/ไดรเวอร์) หลอกจนอ่านผิด

Unplug and fully discharge the 310 V bus capacitor first, and remove the IGBT from the board for an accurate reading — in-circuit, the surrounding parts (zener, 10 k, driver) fool the meter

🩺 ขั้นแรก: สแกนเร็วแบบ "คาบอร์ด" (ยังไม่ต้องถอดอะไหล่) 🩺 First pass: a quick in-circuit scan (nothing removed yet)

ตั้งมิเตอร์ย่าน เสียงปี๊บ (continuity) หรือย่านไดโอด แล้วไล่หา "ช็อตทะลุ" ก่อนเป็นอันดับแรก — เจอตรงนี้ก็จบ ไม่ต้องถอดให้เสียเวลา
วัดคร่อม C (ขากลาง) กับ E (ขาขวา) สลับสายไปมา — ถ้าร้องปี๊บยาว / อ่านได้ ~0 Ω = ช็อตทะลุ 100% ถอดทิ้งได้เลย
วัดคร่อม G (ขาซ้าย) กับ E — ค่าที่ได้จะไม่ใช่ OL เหมือนวัดนอกบอร์ด

Set the meter to continuity or the diode range and hunt for a dead short first — if you find one, you are done, no desoldering needed
Probe C (middle) to E (right) both ways — a long beep / ~0 Ω means it is definitively shorted through; pull it out
Probe G (left) to E — in-circuit this will not read OL the way it does out of circuit

👀 จุดสังเกตของช่าง — G-E คาบอร์ดขึ้น ~10 kΩ ถือว่าปกติ 👀 The detail that trips people up — ~10 kΩ across G-E in-circuit is normal

บนบอร์ดมี ตัวต้านทาน ~10 kΩ คร่อม G-E คอยดึงเกตลงกราวด์กันเปิดเอง มิเตอร์จึงอ่านค่าผ่านตัวต้านทานตัวนี้ได้ — อย่าเพิ่งด่วนสรุปว่าเกตรั่ว

แต่ถ้า G-E ขึ้น 0 Ω หรือร้องปี๊บยาว = เกตช็อตทะลุ ถอดทิ้งทันที · และถ้าอยากยืนยันว่าตัว IGBT เองดีจริง ต้องถอดออกมาวัดนอกบอร์ดตามขั้นตอนด้านล่าง เพราะคาบอร์ดจะโดนซีเนอร์/ไดรเวอร์/ตัวต้านทานรอบข้างหลอกได้เสมอ

The board carries a ~10 kΩ resistor across G-E that holds the gate down, and the meter simply reads through it — do not call that a leaky gate

But 0 Ω or a long beep across G-E means the gate has punched through — remove it. And to truly clear a part, take it off the board and follow the steps below: in-circuit, the zener, driver and surrounding resistors can always fool you

🔬 ขั้นถัดไป: ถอดออกมาวัดนอกบอร์ด 5 ขั้น 🔬 Then: the 5-step out-of-circuit test

คายประจุเกตก่อนDischarge the gate first

ใช้ไขควงหรือปลายสายมิเตอร์ แตะช็อตทั้ง 3 ขา (G, C, E) เข้าด้วยกัน เพื่อรีดประจุที่ค้างในเกตออก — เกตมีฉนวนกั้นจึงเก็บประจุได้เหมือนคาปาซิเตอร์ ถ้าไม่เคลียร์ก่อน IGBT อาจยัง "เปิดค้าง" อยู่จากประจุเดิมแล้วอ่านค่าเพี้ยนทั้งชุด

With a screwdriver or the probe tips, short all three legs (G, C, E) together to bleed the gate. The insulated gate stores charge like a capacitor, so without this the part may still be latched on and every reading afterwards is wrong

วัดเกต — ต้องไม่รั่วCheck the gate — no leakage allowed

ตั้งย่าน Ω สูงสุดหรือย่านไดโอด วัด G-E และ G-C ทั้งสองทิศ ต้องขึ้น OL (∞) ทุกทิศ — ถ้าอ่านค่าได้แม้แต่หลักสิบ kΩ = เกตรั่ว ตัวนี้เสียแน่นอน

On the highest Ω range or diode range, measure G-E and G-C both ways — every reading must be OL (∞). Any reading at all, even tens of kΩ, means a leaky gate: the part is dead

วัด C-E ในย่านไดโอดDiode-test C to E

โพรบ แดงที่ E ดำที่ C → ถ้ามีไดโอดฟรีวีลในตัวจะอ่านได้ราว 0.3–0.6V (ปกติ) · กลับทิศ แดงที่ C ดำที่ E → ต้องขึ้น OL · ถ้าอ่านใกล้ 0 ทั้งสองทิศ = ช็อต C-E อาการคลาสสิกของ IGBT ระเบิด

Red probe on E, black on C → with a co-packaged diode you get about 0.3–0.6 V (normal). Reversed (red on C) it must read OL. Near zero both ways = a shorted C-E, the classic blown IGBT

ทดสอบการทำงานจริง — ชาร์จเกตFunctional test — charge the gate

วิธีที่ 1 — ใช้มิเตอร์ตัวเดียว: จับ สายดำแช่ค้างที่ขา E ตลอดการทดสอบ → เอาสายแดงจิ้ม C ก่อน ต้องขึ้น OL (ยังปิดอยู่) → ยกสายแดงมาแตะขา G แวบเดียว (ไฟจากแบตในมิเตอร์จะชาร์จเกต) → เอาสายแดงกลับไปจิ้ม C อีกครั้ง — ตัวที่ดีต้องอ่านค่าได้ (เช่น 0.1–0.2V) แทนที่จะเป็น OL แปลว่ามันรับคำสั่งแล้ว "เปิดค้าง" ได้จริง
วิธีที่ 2 — ถ้ามิเตอร์ทริกไม่ขึ้น: แรงดันจากมิเตอร์บางรุ่นไม่ถึง V_GE(th) ให้ใช้ แบตเตอรี่ 9V แตะ ขั้วบวก→G, ลบ→E แวบเดียวแทน แล้ววัด C-E ซ้ำ

Method 1 — meter only: keep the black probe parked on E for the whole test → touch red to C first, it must read OL (still off) → lift red and tap G once (the meter's internal battery charges the gate) → put red back on C — a good part now reads a value (say 0.1–0.2 V) instead of OL, proving it accepted the command and latched on
Method 2 — if the meter cannot trigger it: some meters never reach V_GE(th). Briefly touch a 9 V battery, + to G and − to E instead, then re-measure C-E

สั่งให้ดับ แล้ววัดซ้ำTurn it off and re-measure

ใช้นิ้วมือหรือไขควงแตะช็อต G กับ E เข้าหากันเพื่อดึงประจุลง (= สั่งปิดวาล์ว) แล้ววัด C-E ซ้ำ — ต้องกลับไปกั้นไฟ ขึ้น OL ถ้ายังนำกระแสค้างอยู่แปลว่าเสีย · สรุปผล: ผ่านครบทั้งเปิดได้-ปิดได้ = ตัวนี้สมบูรณ์พร้อมใช้ · ตกข้อใดข้อหนึ่ง = เปลี่ยนตัวใหม่

Short G to E with a finger or screwdriver to pull the charge away (= close the valve), then re-test C-E — it must go back to blocking, reading OL. Still conducting means it is faulty. Verdict: turns on and turns off = the part is good; any step fails = replace it

📄 ฟอร์มบันทึกผล 📄 Record sheet

ดาวน์โหลด ฟอร์มตรวจเช็ค IGBT (PDF) ไปพิมพ์ใช้บันทึกผลวัดทีละขา แล้วสรุปดี-เสียในใบเดียว (มีฟอร์มของ BJT และ MOSFET ด้วย)

Download the IGBT check form (PDF) and log each pin's reading, then mark pass or fail on one sheet (BJT and MOSFET forms are there too)

การประกอบกลับ — ซิลิโคนและแผ่นฉนวนRefitting — Thermal Grease & the Insulator Pad

ขั้นตอนนี้พังบ่อยพอๆ กับตัวอะไหล่เอง — IGBT ตัวใหม่ที่ดีทุกอย่างก็ตายได้ในไม่กี่นาทีถ้าประกอบกลับผิด

This step kills as many parts as the fault did — a perfectly good new IGBT dies within minutes if it is refitted wrongly

ทาซิลิโคนระบายความร้อนทุกครั้งAlways apply thermal grease

ทา ซิลิโคนระบายความร้อน (thermal grease) บางๆ ให้ทั่วก่อนขันยึดกับฮีตซิงก์เสมอ — ลืมทา หรือใช้ของเก่าที่แห้งกรัง IGBT จะสะสมความร้อนจนพังในเวลาไม่ถึง 5 นาที (ของเก่าต้องเช็ดออกให้หมดก่อนทาใหม่)

Spread a thin, even layer of thermal grease before bolting it to the heatsink — skip it, or reuse dried-out grease, and the IGBT cooks itself in under five minutes (wipe the old compound off completely first)

ดูว่าหลังตัวเป็นเหล็กเปลือยหรือไม่Check whether the back is bare metal

ถ้าด้านหลังเป็น แผ่นเหล็กเปลือย (ไม่ใช่พลาสติกดำหุ้มมิด) ต้องใส่แผ่นไมกาหรือแผ่นซิลิโคนยางรองเสมอ รวมทั้งปลอกฉนวนที่รูน็อตถ้ามีมาให้ — เพราะแผ่นเหล็กนั้นคือขา C = ไฟ 310V

If the back is a bare metal tab (not fully moulded plastic), you must fit a mica or silicone insulator pad, plus the shoulder washer if one is supplied — that tab is the collector, sitting at 310 V

ขันเสร็จแล้ว "ต้องวัดยืนยัน"After bolting it down, verify with the meter

วัดระหว่าง ขา C กับตัวฮีตซิงก์อลูมิเนียม — ต้องไม่ช็อตถึงกัน (OL) ถ้าช็อต แปลว่าแผ่นฉนวนขาด/เลื่อน/น็อตกินเนื้อ พอจ่ายไฟ 310V จะลงกราวด์ระเบิดทันที อย่าเสียบปลั๊กจนกว่าจะวัดผ่านข้อนี้

Measure from the collector to the aluminium heatsink — it must read open (OL). A short means the pad is torn, shifted, or the screw is biting through; power up and 310 V goes straight to ground with a bang. Do not plug in until this check passes

อ่านเบอร์ หาเบอร์แทน และระวังของปลอมReading Part Numbers, Substitutes & Fakes

ถอดรหัสเบอร์เบื้องต้น — หลายตระกูลฝังพิกัดไว้ในเบอร์เลย เช่น 25N120 = ทนกระแส 25A แรงดัน 1200V · 50JR22 = กระแสระดับ 50A · H20R1203 = 20A 1200V
เป็นแค่ตัวช่วยจำ ไม่ใช่กฎตายตัว — บางผู้ผลิตตั้งเบอร์คนละระบบ ยังไงก็ต้องเปิด datasheet ยืนยัน ทั้งพิกัดและลำดับขา
กฎการหาเบอร์แทน: ต้องได้ทั้งกระแส (A) และแรงดัน (V) เท่าเดิมหรือสูงกว่า เท่านั้น ห้ามใส่ตัวที่แอมป์ต่ำกว่าเด็ดขาด
ถ้าตัวเดิมมี ไดโอดฟรีวีลในตัว ตัวแทนก็ต้องมีด้วย — ใส่ตัวที่ไม่มีไดโอดลงในวงจรเตา = พังซ้ำแน่นอน
ควรเลือกความเร็ว/ตระกูลให้ตรงงาน (เบอร์สำหรับเตาแม่เหล็กไฟฟ้าออกแบบมาให้ทน dv/dt และทำงานย่าน 20–30 kHz)

Decoding the number — many families encode the ratings: 25N120 = 25 A, 1200 V · 50JR22 = around 50 A · H20R1203 = 20 A, 1200 V
It is a memory aid, not a rule — some makers number parts differently, so confirm ratings and pin order in the datasheet either way
Substitution rule: the replacement must be equal or higher in both current and voltage. Never fit a lower-current part
If the original had a co-packaged freewheel diode, the substitute needs one too — a diode-less part in a stove circuit will fail again
Match the family/speed to the job — stove-grade parts are designed for the dv/dt and the 20–30 kHz operating range

🚩 ระวัง IGBT ปลอม / รีมาร์ค 🚩 Watch out for fake / remarked IGBTs

ในท้องตลาดมีของ "รีมาร์ค" เยอะมาก — เอาตัวสเปคต่ำมาลบเบอร์แล้วสกรีนเบอร์สเปคสูงหลอกขาย ใส่แล้วเปิดเครื่องปุ๊บระเบิดปั๊บ

The market is full of remarked parts — a low-spec device with its number sanded off and a high-spec one printed on. Fit one and it blows the instant you power up

ขาเหล็กบาง งอง่าย ผิดจากของแท้ที่แข็ง
น้ำหนักเบากว่าปกติ (เนื้อชิปเล็กกว่า)
ตัวหนังสือขูดลอกได้ ลองเช็ดด้วยทินเนอร์/แอลกอฮอล์แล้วเลือน = รีมาร์ค
ผิวเรียบผิดปกติ ไม่มีร่องรอยแม่พิมพ์ หรือฟอนต์เบี้ยวไม่คมเหมือนของโรงงาน
ซื้อจากร้านที่เชื่อถือได้ — ค่าอะไหล่ถูกกว่าไม่กี่สิบบาท แต่พังซ้ำทั้งบอร์ดไม่คุ้มกันเลย

Thin legs that bend easily, unlike the stiff leads of a genuine part
Lighter than it should be (a smaller die inside)
Printing rubs off — wipe with thinner or alcohol; if it smears, it was remarked
Oddly smooth casing, missing mould marks, or fuzzy off-centre fonts
Buy from a shop you trust — the few baht saved is nothing against blowing the whole board again

ความปลอดภัยและข้อควรระวังSafety & Cautions

⚡ กฎเหล็กเมื่อทำงานกับบอร์ดที่มี IGBT ⚡ Hard rules when working on an IGBT board

แผ่นโลหะหลังของ IGBT = ขา C = มีไฟ 310V อย่าไปจับ อย่าให้แตะโครงเครื่อง และเวลาขันสกรูยึดฮีตซิงก์ต้องมีแผ่นฉนวนไมกาครบ
คายประจุคาปาซิเตอร์บัสก่อนเสมอ — ถอดปลั๊กแล้วยังมีไฟ 310V ค้างอยู่หลายนาที ใช้หลอดไส้หรือตัวต้านทานคายประจุ ห้ามใช้ไขควงลัดตรงๆ
ห้ามจ่ายไฟทดสอบโดยไม่มีโหลด/ไม่มีคาปาเรโซแนนซ์ครบ — สไปก์จากขดลวดจะฆ่า IGBT ทันที
ทดสอบครั้งแรกหลังซ่อม ให้ ต่ออนุกรมกับหลอดไส้ 100W ที่สายไฟบ้าน ถ้ามีอะไรช็อตหลอดจะสว่างจ้าแทนที่จะระเบิด
เก็บ/จับ IGBT ตัวใหม่แบบระวังไฟสถิต (ESD) — เกตพังจากไฟสถิตได้เงียบๆ โดยดูภายนอกไม่ออก

The metal tab is the collector — it sits at 310 V. Do not touch it, keep it off the chassis, and never omit the mica insulator when bolting it to the heatsink
Always discharge the bus capacitor first — 310 V lingers for minutes after unplugging. Use a lamp or a bleed resistor, never a screwdriver short
Never power up with the load or the resonant capacitor missing — the coil's spike kills the IGBT instantly
For the first power-up after a repair, put a 100 W incandescent lamp in series with the mains lead: a short lights the lamp instead of exploding parts
Handle new IGBTs as ESD-sensitive — static kills the gate silently, with nothing visible from outside

🔗 ดูการใช้งานจริงและคลินิกอาการเสียในบท เตาแม่เหล็กไฟฟ้า · ทบทวน BJT/MOSFET ในบท ทรานซิสเตอร์ · สวิตช์แบบล็อกตัวในบท ไทริสเตอร์

🔗 See it at work, with a fault clinic, in the induction stove lesson · review BJTs and MOSFETs in the transistor lesson · latching switches in the thyristor lesson