IGBT，中文名稱絕緣柵雙極型晶體管，是由雙極型三極管和絕緣柵型場效應管組成的復合全控型電壓驅(qū)動式功率半導體器件，兼有金氧半場效晶體管的高輸入阻抗和電力晶體管的低導通壓降兩方面的優(yōu)點。

IGBT的基本開關(guān)原理體現(xiàn)在單極型的MOS柵結(jié)構(gòu)和雙極型PNP晶體管的相互作用。參照圖1所示的基本結(jié)構(gòu)和等效電路。

圖1 IGBT等效電路

IGBT的結(jié)構(gòu)

左邊所示為一個N溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)， N+區(qū)稱為源區(qū)，附于其上的電極稱為源極(即發(fā)射極E)。N基極稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱為柵極(即門極G)。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在C、E兩極之間的P型區(qū)(包括P+和P-區(qū))(溝道在該區(qū)域形成)，稱為亞溝道區(qū)(Subchannel region)。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)(Drain injector)，它是IGBT特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進行導電調(diào)制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極(即集電極C)。圖2為IGBT結(jié)構(gòu)圖

圖2 IGBT結(jié)構(gòu)圖

IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP(原來為NPN)晶體管提供基極電流，使IGBT導通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動方法和MOSFET基本相同，只需控制輸入極N-溝道MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性。當MOSFET的溝道形成后，從P+基極注入到N-層的空穴(少子)，對N-層進行電導調(diào)制，減小N-層的電阻，使IGBT在高電壓時，也具有低的通態(tài)電壓。

IGBT驅(qū)動電路的作用及基本特點

驅(qū)動電路的作用是將微處理器輸出的脈沖進行功率放大，以驅(qū)動IGBT，保證IGBT的可靠工作。驅(qū)動電路有著至關(guān)重要的作用，IGBT驅(qū)動電路有以下基本特點：

(1)提供適當?shù)恼蚝头聪蜉敵鲭妷?，使IGBT可靠的開通和關(guān)斷。

(2)提供足夠大的瞬時電流或瞬態(tài)功率，使IGBT能迅速建立柵控電場而導通。

(3)具有盡可能小的輸入輸出延遲時間，以提高工作效率。

(4)具有足夠高的輸入輸出電氣隔離性能，使信號電路與柵極驅(qū)動電路絕緣。

(5)具有靈敏的過流保護能力。

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