IGBT当前大功率开关中最重要的一个，广泛应用在电子行业的一个重要器件。IGBT具有高频率、已与切换等性能，在工业领域、汽车驱动、消费电子行业，根绝目前的发展趋势，IGBT在未来的市场会占有很大的份额。

IGBT又称为绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。

IGBT内部结构

IGBT有三个端子即集电极、发射极、栅极都附有金属层。与其他两极不同的栅极端子，在金属材料中含有一层二氧化硅层。

IGBT结构是一个四层半导体器件。四层器件是通过组合PNP和NPN晶体管来实现的，它们构成了PNPN排列。

参考上图，其中最接近电极区的层是P+层底，即注入区；P+和是哪个方是N漂移区域，包括N层。注入区将大部分载流子（即空穴电流）从P+注入N-层。

IGBT工作原理

IGBT的工作原理是通过激活或停用其栅极端子来开启或关闭。

如果正输入电压通过栅极，发射器保持驱动电路开启；如果IGBT的栅极端电压为零或接近负，则会关闭电路应用。

由于IGBT既可以充当BJT，又可以用作MOS管，因此其实现的放大量是其输出信号和控制输入信号之间的比率。

另一方面，对于MOS管，没有输入电流，因为栅极端子的主通道是承载电流的隔离，在通过将输出电流变化除以输入电压变化来确定IGBT的增益。

IGBT结构图

参考下图，就能很清楚了解IGBT器件的工作原理了

IGBT工作原理图

上图中，如果存在栅极电压VG，栅极电流IG就会增加，之后会伴随增加栅极-发射极电压VGE。因此，在栅极-发射极电压增加了集电极电流IC，集电极电流降低了IC降低了集电极到发射极电压VCE。

值得注意的是，IGBT具有类似二极管的电压降，通常为2v量级，仅随着电流的对数增加；IGBT使用续流二极管传到反向电流，续流二极管在IGBT的集电极-发射极端子。

IGBT的特性

1、静态VI特性

2、开关特性

3、输入特性

4、输出特性

IGBT优点：

IGBT作为一个整体，具有BJT和MOS管的优点；

1、具有更高的电压和电流处理能力；

2、具有非常高的输入阻抗；

3、可以使用非常低的电压切换非常高的电流；

4、电压控制装置，即它没有输入电流和低输入损耗；

5、栅极驱动电路简单且价格实惠，降低了栅极驱动的要求；

6、通过施加正电压可以很容易地打开它，通过施加零电压或稍微负电压可以很容易地关闭它；

7、具有非常低的导通电阻；

8、具有高电流密度，使其能够具有更小的芯片尺寸；

9、具有比BJT和MOS管更高的功率增益；

10、具有比BJT更高的开关速度；

11、可以使用低控制电压切换高电流电平；

12、由于本身具有双极性质，所以增强了传导性；

13、更加安全。

缺点：

1、开关速度低于MOS管；

2、单向的，在没有附加电路的情况下无法处理AC波形；

3、不能阻挡更高的反向电压；

4、在价格上，与BJT和MOS管相比，没有优势；

5、类似于晶闸管的PNPN结构，存在锁存问题；

6、与PMOS管相比，关断时间较长。