什么是絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor)？

在最簡單的層面上，絕緣柵雙極晶體管（IGBT）是一種開關，當它打開時允許功率流進入，當它關閉時阻止功率流。IGBT是一種固態設備，這意味著它沒有運動部件。它不是開閉物理連接，它是通過對一個叫做基座的半導體元件施加電壓來操作...

在最簡單的層面上，絕緣柵雙極晶體管（IGBT）是一種開關，當它打開時允許功率流進入，當它關閉時阻止功率流。IGBT是一種固態設備，這意味著它沒有運動部件。它不是開閉物理連接，它是通過對一個叫做基座的半導體元件施加電壓來操作的，它改變了它的特性，從而產生或阻斷了一條電通路。這種技術最明顯的優點是沒有運動部件磨損。盡管如此，固態技術并不完美。但是絕緣柵雙極晶體管是一種改進型晶體管，它的設計目的是減少傳統固態晶體管的一些缺點。它具有低電阻和快速度的特點功率金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET），盡管它的關閉速度稍慢。它也不像其他類型的晶體管那樣需要恒定的電壓源。當IGBT開啟時，電壓被施加到柵極上，形成電流的通道。然后基極電流被供應并流過通道。這與MOSFET的工作原理基本相同。唯一的例外是絕緣柵雙極晶體管的結構會影響電路的關閉方式柵極雙極晶體管有一個不同于MOSFET的襯底或基底材料。襯底提供了通向接地的路徑。MOSFET有N個襯底，而IGBT的襯底是P，頂部有一個N緩沖器。這種設計通過允許開關分兩個階段發生來影響IGBT中開關的關斷方式。首先，電流下降很快第二，發生一種稱為復合的效應，在此過程中，基板頂部的N緩沖區消除了儲存的電荷，它比使用MOSFET需要稍長的時間。它們的特性使IGBT的制造比傳統的MOSFET更小。標準雙極晶體管比IGBT需要的半導體表面積稍多；而MOSFET則需要兩倍以上的面積。這大大降低了生產IGBT的成本，并允許它們被集成到一個芯片中。操作一個絕緣柵雙極晶體管的功率要求也比其他應用低。