IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)构成的复合全控型电压启动式功率半导体器件,兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的长处。GTR饱和压升高，载流密度大，但启动电流较大;MOSFET启动功率很小，开关速率快，但导通压降大，载流密度小。IGBT归纳了以上两种器件的长处，启动功率小而饱和压升高。独特恰当运用于直流电压为V及以上的变流系统如换取机电、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等范围。

浅显来讲:IGBT是一种大功率的电力电子器件，是一个非通即断的开关，IGBT没有强调电压的功效，导通时能够看做导线，断开时当做开路。三大特色即是高压、大电流、高速。

IGBT的电气标记

IGBT硅片的机关与功率MOSFET的机关特地宛如，重要不同是IGBT补充了P+基片和一个N+缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技巧没有补充这个部份)。如等效电路图所示(图1)，此中一个MOSFET启动两个双极器件。基片的运用在管体的P+和N+区之间建立了一个J1结。

IGBT模块道理示用意

简明来讲，IGBT相当于一个由MOSFET启动的厚基区PNP型晶体管，它的简化等效电路如图2-42(b)所示，图中的RN为PNP晶体管基区内的调制电阻。从该等效电路能够理解地看出，IGBT是用晶体管和MOSFET构成的达林顿机关的复合器件。冈为图中的晶体管为PNP型晶体管，MOSFET为N沟道场效应晶体管，因而这类机关的IGBT称为N沟道IIGBT，其标记为N-IGBT。雷同地尚有P沟道IGBT，即P-IGBT。

IGBT的电气图形标记如图2-42(c)所示。IGBT是—种场控器件，它的开明和关断由栅极和发射极间电压UGE决议，当栅射电压UCE为正且大于开启电压UCE（th）时，MOSFET内造成沟道并为PNP型晶体管供给基极电流从而使IGBT导通，此时，从P+区注入N-的空穴（多数载流子）对N-区施行电导调制，减小N-区的电阻RN，使高耐压的IGBT也具备很小的通态压降。当栅射极间不加记号或加反向电压时，MOSFET内的沟道消逝，PNP型晶体管的基极电流被割断，IGBT即关断。由此可知，IGBT的启动道理与MOSFET基事实同。

①当UCE为负时：J3结处于反偏状况，器件呈反向阻断状况。

②当uCE为正时：UCUTH，沟道不能造成，器件呈正向阻断状况；UGUTH，绝缘门极下造成N沟道，由于载流子的互相影响，在N-区造成电导调制，使器件正引导通。

1)导通

IGBT硅片的机关与功率MOSFET的机关特地宛如，重要不同是JGBT补充了P+基片和一个N+缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技巧没有补充这个部份)，此中一个MOSFET启动两个双极器件（有两个极性的器件）。基片的运用在管体的P、和N+区之间建立了一个J，结。当正栅偏压使栅极上面反演P基区时，一个N沟道便造成，同时涌现一个电子流，并完整按照功率MOSFET的方法造成一股电流。假如这个电子流造成的电压在0.7V局限内，则J1将处于正向偏压，一些空穴注入N-区内，并调换N-与N+之间的电阻率，这类方法升高了功率导通的总斲丧，并启动了第二个电荷流。末了的了局是在半导体条理内片刻涌现两种不同的电流拓扑：一个电子流（MOSFET电流）；一个空穴电流（双极）。当UCE大于开启电压UCE(th），MOSFET内造成沟道，为晶体管供给基极电流，IGBT导通。

2)导通压降

电导调制效应使电阻RN减小，通态压降小。所谓通态压降，是指IGBT投入导通状况的管压降UDS，这个电压随UCS飞腾而下落。

3)关断

当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被抑遏，没有空穴注入N-区内。在职何环境下，假如MOSFET的电流在开关阶段火速下落，集电极电流则逐步升高，这是阂为换向开端后，在N层内还存在多数的载流子（少于）。这类残剩电流值（尾流）的升高，完整取决于关断时电荷的密度，而密度又与几种要素联系，如搀杂质的数目和拓扑，条理厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具备特点尾流波形。集电极电流将引发功耗抬高、交错导通题目，独特是在行使续流二极管的设置上，题目更为显然。

鉴于尾流与少子的重组联系，尾流的电流值应与芯片的Tc、IC：和uCE亲昵联系，而且与空穴挪移性有亲昵的关连。因而，按照所抵达的温度，升高这类影响在末端设置打算上的电流的不睬想效应是可行的。当栅极和发射极间施加反压或不加记号时，MOSFET内的沟道消逝，晶体管的基极电流被割断，IGBT关断。

4)反向阻断

当集电极被施加一个反向电压时，J，就会遭到反向偏压遏制，耗尽层则会向N-区扩大。因过量地升高这个层面的厚度，将无奈博得一个有用的阻断才略，因而这个机制特地重大。此外，假如过地面补充这个地区的尺寸，就会继续地升高压降。

5)正向阻断

当栅极和发射极短接并在集电极其子施加一个正电压时，J，结受反向电压遏制。此时，仍旧是由N漂移区巾的耗尽层经受外部施加的电压。

6)闩锁

ICBT在集电极与发射极之间有—个寄生PNPN晶闸管。在非常前提下，这类寄生器件会导通。这类形势会使集电极与发射极之间的电流量补充，平等效MOSFET的遏制才略升高，常常还会引发器件击穿题目。晶闸管导通形势被称为IGBT闩锁。详细来讲，造成这类弊病的出处各不雷同，但与器件的状况有亲昵关连。

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