什么是绝缘栅双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor)？

在最简单的层面上，绝缘栅双极晶体管（IGBT）是一种开关，当它打开时允许功率流进入，当它关闭时阻止功率流。IGBT是一种固态设备，这意味着它没有运动部件。它不是开闭物理连接，它是通过对一个叫做基座的半导体元件施加电压来操作...

在最简单的层面上，绝缘栅双极晶体管（IGBT）是一种开关，当它打开时允许功率流进入，当它关闭时阻止功率流。IGBT是一种固态设备，这意味着它没有运动部件。它不是开闭物理连接，它是通过对一个叫做基座的半导体元件施加电压来操作的，它改变了它的特性，从而产生或阻断了一条电通路。这种技术最明显的优点是没有运动部件磨损。尽管如此，固态技术并不完美。但是绝缘栅双极晶体管是一种改进型晶体管，它的设计目的是减少传统固态晶体管的一些缺点。它具有低电阻和快速度的特点功率金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），尽管它的关闭速度稍慢。它也不像其他类型的晶体管那样需要恒定的电压源。当IGBT开启时，电压被施加到栅极上，形成电流的通道。然后基极电流被供应并流过通道。这与MOSFET的工作原理基本相同。唯一的例外是绝缘栅双极晶体管的结构会影响电路的关闭方式栅极双极晶体管有一个不同于MOSFET的衬底或基底材料。衬底提供了通向接地的路径。MOSFET有N个衬底，而IGBT的衬底是P，顶部有一个N缓冲器。这种设计通过允许开关分两个阶段发生来影响IGBT中开关的关断方式。首先，电流下降很快第二，发生一种称为复合的效应，在此过程中，基板顶部的N缓冲区消除了储存的电荷，它比使用MOSFET需要稍长的时间。它们的特性使IGBT的制造比传统的MOSFET更小。标准双极晶体管比IGBT需要的半导体表面积稍多；而MOSFET则需要两倍以上的面积。这大大降低了生产IGBT的成本，并允许它们被集成到一个芯片中。操作一个绝缘栅双极晶体管的功率要求也比其他应用低。