IGBT 调研报告 IGBT 全称为绝缘栅双极型晶体管，是目前发展最迅速的新型功率器件，具有非常好的开关特性和导通特性。IGBT 产品集合了高频、高压、大电流三大技术优势，是电力电子设备中的核心部件，涉及几乎所有电压等级下的电气设备。 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，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)组成的复合全控型电压驱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优点。GTR 饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大，驱动电路复杂；MOSFET 是单极型电压驱动器件，驱动功率很小，开关速度快，驱动电路简单，但导通压降大，载流密度小。IGBT 综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为600V 及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。 IGBT 也是三端器件，具有栅极G、集电极C 和发射极E。下图(a)给出了一种由 N 沟道MOSFET 与双极型晶体管组合构成的IGBT（为N 沟道IGBT）的基本机构。P+注入区与N 区形成了一个大面积的P+N 结J1.这使 得 IGBT 导通时 由 P+注入区向 N 基区发射少 子，从 而对 漂移 区电导率进 行 调制 ，使 得 IGBT 具有很强 的通流能 力。简化 等效图如(b)，可 看 出这是用双极型晶体管与MOSFET 组成的达 林 顿 结构，相 当 于一个由 MOSFET 驱动的厚 基区PNP 晶体管。图RN为晶体管基区内 的调制 电阻。因 此 ，IGBT 的驱动原 理 与电力 MOSFET 基本相 同 ，他 也是场控器件。其 开通和关断 是由栅极和发射极间 的电压 uGE 决 定 的，当 uGE 为正 且 大于开启 电压时 ，MOSFET 内 形成沟道，并 为晶体管提 供 基极电流进 而使 IGBT 导通。由于前面提 到 的电导调制 效应，使 得 电阻 RN 减 小，这样 高耐 压的IGBT 也具有很低的通态 压降。当 栅极与发射极间 施 加 反 向 电压或 不 加 信 号 时 ，MOSFET 的沟道消 失 ，晶体管的基极电流被 切 断 ，使 得 IGBT关断 。下图是IGBT 结构图、等效图： 下图为IGBT 模 块 的生 产流程 解 析 ： IGBT 开发之初主要应用在电机、变换器（逆变器）、变频器、UPS、EPS 电源、风力发电设备等工业控制领域。在上述应用领域中 IGBT 凭借着电压控制、驱动简单，开关频率高、开关损耗小，可实现短路...
