IGBT是 "Insulated Gate Bipolar Transistor"的首字母縮寫,也被稱作絕緣柵雙極晶體管。
IGBT被歸類為功率半導(dǎo)體元器件晶體管領(lǐng)域。
除了IGBT外,功率半導(dǎo)體元器件(晶體管領(lǐng)域)的代表產(chǎn)品還有MOSFET、BIPOLAR等,它們主要被用作半導(dǎo)體開關(guān)。
根據(jù)其分別可支持的開關(guān)速度,BIPOLAR適用于中速開關(guān),MOSFET則適用于高頻領(lǐng)域。
IGBT是輸入部為MOSFET結(jié)構(gòu)、輸出部為BIPOLAR結(jié)構(gòu)的元器件,通過這兩者的復(fù)合化,既是使用電子與空穴兩種載體的雙極元件,同時也是兼顧低飽和電壓(與功率MOSFET的低導(dǎo)通電阻相當(dāng))和較快的開關(guān)特性的晶體管。
盡管其具有較快的開關(guān)特性,但仍比不上功率MOSFET,這是IGBT的弱點(diǎn)。
MOSFET | BIPOLAR | IGBT | |
基本結(jié)構(gòu) | |||
控制 | 柵極電壓 | 基極電流 | 柵極電壓 |
容許電流 | ? | △ | ○ |
開關(guān) | ○ | ? | △ |
導(dǎo)通電阻 | ? | △ | ○ |
功率半導(dǎo)體分為以元件單位構(gòu)成的分立式元器件 (Discrete) 部件和由該基本部件組成的模塊 (Module)。
IGBT也同樣存在分立式元器件和模塊之分,并分別有其適合的應(yīng)用范圍。
下圖所示為以IGBT為主的功率半導(dǎo)體在開關(guān)(工作)頻率與輸出電容關(guān)系圖中的應(yīng)用范圍。
作為功率半導(dǎo)體的IGBT被應(yīng)用于從車載用途到工業(yè)設(shè)備、消費(fèi)電子等各種用途。從以電車及HEV/EV等高輸出電容的三相電機(jī)控制逆變器用途,到UPS、工業(yè)設(shè)備電源等的升壓控制用途、IH(電磁感應(yīng)加熱)家用炊具的共振用途等,其用途正在逐漸擴(kuò)大。
下圖對IGBT的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了匯總。