IGBT本来是InsulatedGateBipolarTransistor绝缘栅双极性晶体管的简称，寻常由BJT双极性晶体管和MOS绝缘栅型场效应管构成，是一种复合全控型电压启动式功率半导体。与其余功率半导体相同，IGBT也也许承担高电压和大电流，而且具备更动交直流电、强调电记号、导通或阻断电路等功用。

而在事实寰宇里，IGBT早已成为合流功率半导体产物，并被遍及用于多种场景。不单在家用电器中能见到IGBT单管，同时，由IGBT与FWD续流二极管和启动电路等一同封装构成的IGBT模块也已宽泛用于产业用电、交通器械、新动力运用等范围。

加入新动力，有何成效？

详细到以电动车为主的新动力汽车，针对日趋遍及的大功率高压电气部件，关连厂商持续取舍用直接合并MOSFET金属氧化物半导体场效应晶体管，而且更耐高压，还可输出更大功率的IGBT庖代从保守燃油车哪里因袭过来的MOSFET，更以翻倍的数目安置在DC/DC更动器、OBC车载充电器等诸多电气部件的四周，用以经常地告竣响应的交直流更动与电气节制劳动。

比如，在举办能量回收时，就要经过以IGBT为要紧元件的逆变器，先把互换电更动成直流电，才好充进电池里去。

其余，现役的新动力汽车，特为是纯电动车，所搭载的启动机电不管是永磁同步型照旧互换异步型，本来都属于互换机电，故得先把电池供应的直流电更动成互换电才行。因而在响应的机电节制器中，定然配有IGBT模块，以节制电驱系统的交直流更动甚至电动机的电压、电流等参数。

这象征着，机电节制器里头的IGBT模块直接关连到启动机电可否平常劳动、以及能输出多大的功率和扭矩。相同，搀杂动力车型所用的车载发机电，也需求经过IGBT模块才气给电池充入直流电。看来，IGBT才是真实激活新动力汽车的关键地方。

不是浅显的套用

专用于汽车的IGBT模块与用于其余产业范围的同类产物在功率花费、启动功率等目标上会有所不同。寻常而言，汽车专用的IGBT模块需承担~A的电流，以及~1V的电压，而且琢磨到在理论劳动流程中，像启动机电这类部件的IGBT输出电流会快速飞腾，因而在取舍器件时还得留多余步。

譬如比亚迪F3DM的电池通常惟有V的电压，但在车辆急加快时，启动机电的IGBT却要承担V以上的电压，以是其装备的是额定值高达1V/A的IGBT模块。

SiC碳化硅遭到追捧

为寻觅更高效的产物，一些运用新材料的处分计划应运而生。个中最希望庖代现役Si硅基材料的，即是SiC碳化硅甚至GaN氮化镓等宽带隙半导体材料。

事实上，即使基于Si硅基材料建造的IGBT产物仍在迭代退化当中，但早在21世纪初，英飞凌等外洋厂商便已前后宣布并投产基于SiC的功率半导体器件，诸如JBS结势垒肖特基二极管、PiN功率二极管等SiC二极管，比年更已实行SiCMOSFET场效应管的量产。尔后，就会轮到基于SiC的IGBT绝缘栅双极性晶体管。

而厂商之以是喜爱SiC碳化硅材料，那是由于，比拟Si硅基材料，SiC碳化硅材料也许承担更高的劳动温度以及更高的劳动电压。

不单这样，依照国内汽车厂商的测试数据，等同功用的半导体器件，基于SiC碳化硅材料制做的元件可比由Si硅基材料建造的元件的体积增加1/5，更可减重40~60%；而且在不同工况下，SiC碳化硅元件的功率花费均降落60~80%。而这些数据反映到车辆身上，便显示为运用SiC碳化硅材料的功率模块，也许让电动车的续航历程添加10%。

大范围量产还需光阴

暂时碳化硅单晶材料的加工身手仍不敷圆满，以致于在理论临盆中，SiC晶体管的成本要远高于Si晶体管。来自中科院电工所的数据讲明，现阶段SiC晶体管的制品率照样偏低，进而致使成本太高。比如，同品级别下，SiCMOSFET就比SiIGBT贵8~12倍，其余，以纯SiC材料为基板的晶体管的测试数据也不敷多，难以预见巨额量投产后会败显露奈何的缺点。

因而，有研讨以为，在接续用Si硅基材料建造功率器件的同时，也许试验用Si与SiC的搀杂材料建造功率器件。由于，从实践数据看，搀杂材料功率器件所承担的电压与电流均高于纯SiC碳化硅材料制成的产物，而且收获于Si硅基材料晶体管的老练临盆工艺及相对省钱的价值，搀杂材料功率器件的成本还会低于纯SiC碳化硅材料的版本。

自然，这不过理论解析，比及外洋供应商在年左右领先投产以SiC碳化硅晶体为基板的功率器件，事实自会发布谜底：新动力汽车功率模块的他日到底是属于SiC等新式材料，照旧由Si硅基材料接续操纵，亦或是由两者同享？结束落实值得憧憬。

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