绝缘栅双极晶体管（IGBT）

定义：一世nsulated.G吃B.iPolar.T.ransistor是一种电压控制理想的开关装置由BJT和MOSFET的组合形成。IGBT利用BJT和PMOSFET的最佳品质来产生一个晶体管拥有输入特征Mosfet.BJT的输出特性。

它被认为是电力MOS技术的进步，并缩写为IGBT.但有时称为Mosigt I.E.，金属氧化物半导体绝缘栅极晶体管，COMFET等，导电调制的场效应晶体管或GEMFET等。，增益调制的场效应晶体管。

符号IGBT表示为：

IGBT的三个端子是发射器，收集器和门。

IGTB简介

我们已经在开始时讨论了IGBT是MOSFET和BJT的组合，它用作电子开关，其提供高效率的快速切换特性。MOSFET和BJT的组合在IGBT中采用IGBT，以便输入特性由于MOSFET和输出特性是因为BJT而产生的。在IGBT中，MOSFET在BJT提供低饱和电压时，MOSFET提供高度的输入阻抗，快速切换速度。

更简单的是，我们可以说，IGBT是一种设计的设备，其目的是提供高输入阻抗，如PMOSFET，而在与BJT相似的状态功率损耗时。BJT患有IGBT中不存在的第二个分解问题。

结构

为了构建IGBT，考虑了单个硅芯片，多个结构单元以适当的方式连接。IGBT的基本结构表示如下：

从这里给出的图中，显然IGBT的构造类似于所使用的基板差异的功率MOSFET。不同的是，在pmosfet，n⁺使用基底层，其被P取代⁺layer referred to as collector C. This p-type substrate that forms a connection with the collector terminal is known as the injection layer as it provides majority carriers i.e., holes to the n- layer whose thickness is directly proportional to the voltage blocking capability of the device.

这里存在的p层形成IGBT的主体。所以，这里pn^-被视为Junction J.₂。

从上述图形是清楚的，即该结构垂直定向，以便获得流过装置的电流的最大值。在这里，我们已经构建了N个通道IGBT，但通过改变掺杂类型，我们可以形成P通道IGBT。

等效电路

下图表示IGTB的等效电路通过考虑上述基本结构而形成：

IGBT的工作

让我们现在了解IGTB如何运作：

最初，通过使收集器端子相对于发射极终端使集电极端子正向正向向前偏置。此外，栅极和发射极端子之间存在空电压，因此P区域和n之间的结^-区域I.E.，J₂将逆转偏见。因此，在反向偏置条件下，不会发生通过设备的电流流。

此外，当在栅极相对于发射器处提供正电压时，如果V_G变大于IGTB的阈值，那么这将导致N通道的形成。，逆温层在像在MOSFET中形成的栅极下方的P区域中。频道的形成结果短路否⁺发射器区域与n^-漂移区。因此，现在通过该n沟道，电子开始从n流动⁺发射器区域到n^-漂移区。

此外，由于集电极 - 发射极端端子的前向偏置条件，来自P区域的孔开始流入n^-漂移区。这产生了泛滥^-漂移区域与来自p体区的电子和孔和p⁺集电极区分别。因此，N-漂移区域的注射载流子密度随着导电率的显着增加而增加了相当大的量。这允许IGBT内的导通，因为电荷载体的流量导致收集器电流的流量I_C通过设备，它打开。

从上面的讨论中可以清楚地看出，收集器电流是从p中注入孔的结果⁺区域朝向n^-p i.e.，晶体管q₁耐抵抗力_经过从p中注入电子⁺收集器到n^-具有N沟道电阻R的漂移区_CH.。

因此，

一世_C= I._E.= I._H+ I._E.

在写出各自的电压降，我们将得到，

V._CE.ON.= I._C。R._CH.+ I._C.r._D.+ V._J1.

对于PN结二极管V._J1.存在0.7至1V。

IGBT的特征

下图表示N通道IGBT的静态I-V特征：

从上述图形表示，很明显，我们已经绘制了集电极电流I之间的曲线_C和集电极 - 发射极电压V_ce对于栅极发射极电压V的不同值_GE.。这表示IGTB是一种电压控制的设备。

在没有栅极发射极电压的情况下，由于结j的反向偏置条件₂无电流流过设备。当栅极发射极电压提供给IGTB时，即使所提供的电压小于阈值，那么也不会通过装置发生电流的流动，因此它处于关闭状态。但对于v的各种价值_GE.高于阈值不同电流流过设备。

好处

1. 它提供快速开关速度。
2. 这开态阻力很低。
3. 它拥有高压能力。
4. Bipolar在自然中得到了优惠增加传导。
5. 降低开关损耗与之相关。
6. 它提供更高效比bjt和mosfet。

缺点

1. 它提供了比较更高的关闭时间比mosfets。
2. 闩锁可能导致设备过度功耗导致摧毁它。

IGBT的应用

这些通常在设备中找到用于其操作的设备中的应用，例如UPS系统，电源，AC以及DC电机驱动器，驾驶螺线管，承包商等。