IGBT的基础知识

1、IGBT的概念

IGBT，绝缘栅双极型晶体管，是由(BJT)双极型三极管和绝缘栅型场效应管(MOS)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有(MOSFET)金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管(GTR)的低导通压降两方面的优点。

2、IGBT的结构

下图为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构， N+区称为源区，附于其上的电极称为源极(即发射极E)。N基极称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极(即门极G)。沟道在紧靠栅区边界形成。在C、E两极之间的P型区(包括P+和P-区)(沟道在该区域形成)，称为亚沟道区(Subchannel region)。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Drain injector)，它是IGBT特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极(即集电极C)。

3、IGBT的工作原理

IGBT有N沟道型和P沟道型两种，主流的N沟道IGBT的电路图符号及其等效电路如下：

所以整个过程就很简单：

当栅极G为高电平时，NMOS导通，所以PNP的CE也导通，电流从CE流过。

当栅极G为低电平时，NMOS截止，所以PNP的CE截止，没有电流流过。

4、IGBT的优点

IGBT晶体管具有更高的电压和电流处理能力；极高的输入阻抗；可以使用非常低的电压切换非常高的电流；电压控制装置，即它没有输入电流和低输入损耗；具有非常低的导通电阻；具有高电流密度，使其能够具有更小的芯片尺寸；可以使用低控制电压切换高电流电平。

综合整理自百度百科、Problem Based Learning、亿佰特物联网应用