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IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),绝缘栅双极型晶体管,是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件
发布日期:2024-02-01 10:45     点击次数:104

IGBT是绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor)的缩写,是一种用于高压、大电流开关的半导体器件。IGBT 继承了功率 MOSFET 的低驱动功率、易控制等优点,同时还具有双极性晶体管的低导通电阻和快速开关特性。

IGBT结构由 N 型主结和 P 型缓冲层组成,带有三个控制端:栅极、集电极和发射极。它的工作原理类似于三极管,但是由于引入了栅结构,从而实现了更好的控制性能。

IGBT广泛应用于交流变频器、电力电子、电机驱动、照明设备、风力发电、太阳能电池、高速列车等领域。IGBT具有耐高压、低开通压降、可控性好、响应速度快等特点,已成为现代电力电子器件中最重要的一种。

IGBT是能源变换与传输的核心器件,俗称电力电子装置的“CPU”,作为国家战略性新兴产业,在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。 [1]IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极型晶体管芯片)与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品;封装后的IGBT模块直接应用于变频器、UPS不间断电源等设备上。IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点;当前市场上销售的多为此类模块化产品,一般所说的IGBT也指IGBT模块;随着节能环保等理念的推进,此类产品在市场上将越来越多见;

IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道,XILINX,赛灵思,FPGA,CPLD,芯片给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流,使IGBT导通。反之,加反向门极电压消除沟道,切断基极电流,使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同,只需控制输入极N-沟道MOSFET,所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后,从P+基极注入到N-层的空穴(少子),对N-层进行电导调制,减小N-层的电阻,使IGBT在高电压时,也具有低的通态电压。