什么是IGBT？_一盘搜百科

摘要什么是IGBT？IGBT全称是Insulated Gate Bipolar Transistor，即绝缘栅双极型晶体管。它是一种高压、高功率开关装置，由于其结构类似于MOSFET，又具有BJT低压

什么是IGBT？

IGBT全称是Insulated Gate Bipolar Transistor，即绝缘栅双极型晶体管。它是一种高压、高功率开关装置，由于其结构类似于MOSFET，又具有BJT低压降的特点，因此在一些应用领域中更加普遍。IGBT可用于直流至高达几千伏的大电压电力转换器上。

一、IGBT的结构和工作原理

IGBT结构由N型沟道钳制P型底座、N型夹层和P型表面掺杂组成，内部还附加了一个金属栅极。当栅源极电压VGS > 0时，由于栅源电流IGS极小，栅极和沟道区之间形成了一个正电势，使PN结降低，接近于导通，只要沟道中电子密度足够高，便可产生一个电子通道，电子流动，从而位于钳制区的P-N结进入整流状态，Butterfly结处的P器件开启，但是共阴质量将开关关闭。IGBT的输出电压和输出电流都受控制于控制电压，通过控制电压和基极电流的关系可以调节输出电流和电压，从而实现电路的功率控制。

二、IGBT的特点及应用场景

IGBT具有输电损耗低、效率高、适合制造低成本高电压的特点。此外，它还具有高功率密度、可靠性高、散热能力强、寿命长等优点。IGBT常被应用于轨道交通、电动汽车、太阳能、风能、变频器、UPS、电磁炉等领域。例如，在轨道交通领域，IGBT在大功率控制中表现优异，不仅电路结构简单，而且转换效率高。此外，在新型能源转化装置中，IGBT也发挥着重要作用。

三、IGBT和MOSFET有什么区别？

IGBT的关键区别在于它的控制机制比MOSFET更接近于BJT，但是，与传统晶体管不同的是，MOSFET的沟道区是不掺杂的。尽管在工作电压范围较小的情况下，MOSFET在一些领域仍备受欢迎，但是，上升下降时间长、限电流能力和容易受残留电荷积累等问题均成为使用MOSFET的制约因素，而IGBT避免了这些问题，成为一种更为适用于大功率控制的器件。

结语

IGBT是一种功率器件，结构类似于MOSFET，但也具有BJT低压降的特点。其主要特点是输电损耗低、效率高、可靠性高、散热能力强以及寿命长等，适用于多个领域。需要注意的是，选用IGBT时应根据实际需求进行正确的选择，以达到最佳性价比。

什么是IGBT？

IGBT，全称是Insulated Gate Bipolar Transistor，半导体器件，是一种用于高功率电控制的组件。电子元件是由MOSFET金属氧化物半导体场效应晶体管和BJT双极型晶体管的优点结合而成的。IGBT广泛应用于家电、轨道交通、工控、电动汽车、太阳能逆变器等领域。

IGBT 的结构与操作原理：

IGBT是三端元件，由控制端 Gate、集电极 Collector和发射极Emitter组成，它能够承受数百伏特的反向电压和几百安的输出电流。IGBT 的操作原理是：在 Gate（栅）上加上可控信号，使得在 Collector 与 Emitter 之间建立一个正向的电流（可以近似地看作继承于 BJT，这里只展示栅控原理，加强控制范围和带负载线性度），栅极使用晶体管开关来控制集电结的反向偏置，以控制输出电路中的功率。

IGBT 对电路的优化作用：

IGBT 作为一种新型电力调制器件，与 MOSFET、BJT 相比具有更高的性能指标和可靠性、工作效率更高等特点。因此，IGBT 在电路设计中具有更广泛的适用性，并且最终使得整个电路的性能得到了进一步优化和提升。

IGBT 的应用场景：

IGBT 模块广泛应用于大功率电力调制领域，业内也常称为功率模块。其应用场景包括：家电领域（例如空气净化器、智能烤箱、物联网家电等）、轨道交通领域（例如地铁三电、高铁门禁、列车空调等）、工控领域（例如变频器控制、UPS）等领域。

IGBT 的未来发展趋势：

IGBT 未来的发展方向主要在于：实现更高的效率、更小的尺寸、更大的功率密度和更强的抗干扰能力。同时，随着国内新能源汽车、节能环保项目的大力发展，以及智能家居等领域的成熟，其需求和市场份额也将不断增加。