什么是IGBT？IGBT的應用及原理

什么是IGBT？

IGBT是指絕緣柵雙極型晶體管。 IGBT的縮寫代表“絕緣柵雙極型晶體管"，IGBT的結構是PNP雙極型晶體管，是在MOSFET中添加了P型半導體。

換句話說，等效電路可以被認為是輸入部分具有 N 溝道 MOSFET 且輸出部分具有 PNP 雙極晶體管的復合晶體管電路配置。另一方面，由于可以說在雙極晶體管部分的基礎上具有MOSFET結構，因此具有能夠以小電流產生非常大的輸出電流的特性。

它是一種高性能半導體，比它所基于的 MOSFET 具有更高的耐壓性和更低的損耗。它還具有產生熱量較少的優點。 IGBT是日本20世紀80年代開發的半導體，當時結構稱為穿通型。

近年來，晶圓工藝的進步導致進一步小型化和低成本，并且正在制造非穿通結構和場截止型的IGBT器件。

IGBT的使用

典型應用包括變速驅動器和電源轉換器，因為它們即使在高功率工作條件下也能保持高速。 IGBT的應用范圍很廣，大型產品用于逆變器，控制混合動力汽車、電動汽車、火車等車輛中的高輸出三相電機。

還廣泛應用于IH炊具、洗衣機、空調變頻電路、打印機等大型家電的電源控制。隨著近年來節能技術的進步，能夠減少功率損耗的IGBT正在被越來越多的應用。

IGBT原理

正如開頭所解釋的，IGBT 具有輸入部分為 MOSFET、輸出部分為雙極晶體管的結構，并且具有結合了各自特性的特性。 IGBT具有在MOSFET中添加P型半導體的結構，其載流子有電子和空穴兩種類型。

由于有兩種類型的載流子，因此開關速度比MOSFET慢，但比雙極晶體管快，并且耐壓比MOSFET提高。當從作為端子輸入部分的柵極施加電壓時，電流從MOSFET流出，當電流傳導到P型半導體時，雙極晶體管的特性是它可以放大微小的電流。電流量并導致發射極和集電極之間有大電流流動。

此外，像雙極晶體管一樣發生電導率調制，因此可以降低導通電阻并可以增加電流密度。由于集電極和發射極之間存在恒定的壓降，因此當電流較大時，它們可以比 MOSFET 具有更低的損耗。

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