IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型電晶體)是一種複合型功率半導體器件,它結合了MOSFET(金屬-氧化物半導體場效應電晶體)和雙極型電晶體(BJT)的優點。在IGBT中,MOSFET作為輸入級,提供低驅動電流和快速開關的特性;而PNP電晶體作為輸出級,提供低導通電阻和高壓大電流的能力。
IGBT的工作原理可以簡述如下:
當IGBT的柵極和發射極之間施加正向電壓時,MOSFET導通,使得PNP電晶體的基極與發射極之間形成低阻狀態,從而導通電晶體。此時,IGBT可以作為導線使用。
當柵極和發射極之間的電壓為0V或施加反向電壓時,MOSFET截止,切斷PNP電晶體的基極電流供給,使電晶體截止,此時IGBT可以作為開路使用。
IGBT的優點包括:
較低的導通壓降(VCE(sat))
模組化的設計,適用於高壓大電流套用
高速開關特性,工作頻率可達幾十kHz
由於其優異的特性,IGBT被廣泛套用於直流電壓為600V及以上的變流系統,如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。