IGBT一定要加负压才能关断吗？IGBT的导通和关断条件有几种？

IGBT的工作原理 IGBT一定要加负压才能关断吗？IGBT的导通和关断条件有几种？

一、IGBT的工作原理

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）即增强型绝缘栅双极晶体管，是一种高速开关器件，常用于功率电子应用领域。其工作原理是基于双极晶体管和场效应管的原理结合而成的。在IGBT内部，由P型硅和N型硅交替排列形成NPNP结构，其中两个P型区域分别与两个N型区域相接，形成PN结，而在两个P型区域之间还有一个N型区域，形成一个N通道结构。这个N型区域被称为增强型结构，因为它增强了整个器件的导电能力。

IGBT的工作原理是通过控制增强型结构上的栅极电压，来控制整个器件的导通和关断。当栅极电压为正时，它吸引N型区域中的电子，这些电子从N型区域流入P型区域，并与P型区域中的空穴结合，形成电子空穴对，进而导致PN结的导通。这时，电流便能从集电极流入发射极，完成导通过程。当栅极电压变为负时，栅极吸引的电子离开N型区域，导致PN结不再导通，整个器件进入关断状态。

二、加负压关断的原理

IGBT的关断速度比较慢，通常需要加负压来实现迅速关断。为什么要加负压才能关断呢？这是因为，当IGBT导通时，将有大量的载流子被注入到N型区域，而这些载流子在NGBT浸渍结上积累，形成电荷井。这个电荷井由于可逆反向导致势垒存在。如果仅仅降低栅极电压，其结果只会使N型区域中电子的平均速度减小，但不能彻底消除NGBT浸渍结上的电荷井，即不能使IGBT完全关断。因此，需要增加反向电压，把堆积在浸渍结区域的电荷井都清空，才能迅速关断IGBT。

三、导通和关断条件

IGBT的导通条件：在N型结和P型结之间存在足够的正向电压，且栅极施加的正电压使N型区域中的电子被吸引。如果栅极电压太低，则不足以吸引电子，导致整个器件无法导通。

IGBT的关断条件：主要取决于NGBT的关断速度。只有当收集区中的极耦合型晶体管PNP输出无效时，才能彻底关断IGBT。在这个过程中，由于反向电压的存在，N区中需要重新吸引来自PNP输出的电子，以进行整个器件的阻断。由于NGBT浸渍结中存在大量载流子，因此需要加负压才能迅速阻断IGBT。

综上所述，IGBT是一种高效、可靠的功率电子器件，它结合了双极晶体管和场效应管的优点，具有高速开关、低导通电阻、低饱和电压、可控性强等特点。而加负压关断原理和导通和关断条件是IGBT高效工作的关键。因此，在实际应用中，需根据具体情况控制IGBT的栅极电压和反向电压，以保证其正常运行。