在科技日新月異的今天，有一種名為IGBT的器件，正悄然改變著我們的生活。它不僅是電力電子領(lǐng)域的“超級(jí)開(kāi)關(guān)”，還是新能源汽車、智能電網(wǎng)、軌道交通等眾多高科技領(lǐng)域的核心組件。

1979年，MOS柵功率開(kāi)關(guān)器件作為IGBT概念的先驅(qū)悄然登場(chǎng)。此后經(jīng)歷了多代技術(shù)革新與工藝改進(jìn)，IGBT的芯片結(jié)構(gòu)從非穿通型(NPT)到穿通型(PT)，再到弱穿通型(LPT)，性能不斷提升，應(yīng)用領(lǐng)域也不斷拓展。

一、什么是IGBT？

IGBT全稱為絕緣柵雙極型晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor)，是由雙極型三極管(BJT)和絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MOS)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面優(yōu)點(diǎn)。

IGBT的電路符號(hào)與實(shí)物圖

從結(jié)構(gòu)上看，IGBT的輸入側(cè)類似于具有柵極端子的MOS管，而輸出側(cè)則類似于具有集電極和發(fā)射極的BJT。其中，集電極和發(fā)射極作為導(dǎo)通端子，而柵極則是控制開(kāi)關(guān)操作的關(guān)鍵控制端子。

IGBT的工作原理圖

IGBT的開(kāi)關(guān)作用是通過(guò)加正向柵極電壓形成溝道，給PNP晶體管提供基極電流，使IGBT導(dǎo)通；反之，加反向門極電壓消除溝道，流過(guò)反向基極電流，使IGBT關(guān)斷。通過(guò)高效率的快速開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)具有脈寬調(diào)制(PWM)的復(fù)雜波形處理。

二、IGBT的主要優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用領(lǐng)域

作為一種綜合性的電力電子器件，IGBT結(jié)合了MOSFET和BJT的優(yōu)點(diǎn)，在開(kāi)關(guān)性能和功率損耗之間達(dá)到了良好的平衡，具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：