igbt是什么全控 了解IGBT全控工作原理

1、IGBT的基本概念

IGBT，全称为Insulated Gate Bipolar Transistor，即绝缘栅双极性晶体管，是一种功率开关器件。IGBT结构上是由P型基区、N型漏极区、N型电源区和绝缘栅四部分组成。它的控制方式可以实现全控，即可以实现电流和电压的控制。

IGBT的特点主要有以下几点：

（1）可以承受高电压、高电流的负载；

（2）开关速度快，响应时间短；

（3）控制信号电压低，控制电流小，安全可靠；

（4）在大功率应用中有着广泛的应用。

2、IGBT的工作原理

IGBT的工作原理是控制极施加正、负电压的方式来控制电流和电压的通断，其结构相当于晶体管和MOS管的复合体。IGBT的工作原理可以简单地分为三个阶段：

（1）环状NPΝ区的放电阶段：当V_GE（栅极-发射极电压）>VF（二极管正向电压）时，栅源电流足够大以至于开始注入电子，这些电子足以带动局部的极化变化，形成正向PN结，在PN界面部分空穴浓度增大，这样就有一个和这些空穴匹配的的电子浓度在P区内产生，形成P区向N区的场效应晶体管。

（2）问答Q阶段：当I_C（集电极电流）增加到一定程度时，内部结构会发生相应变化，这个过程是从极性控制区向输入控制区的双极间隙区的扩散区域进行。这将形成一个更多的空穴电子对，从而形成一个交错的PN结，这时候就会形成一个由E型结构的闭环区域，使得电流增强。

（3）内嵌填料区的放大阶段：当I_C（集电极电流）增加时，填充区域的布局和电流扭曲开门，再增加的电流由填充区域承受，这时的ITGB就进入了放大状态，IGBT能够持续增加电流直至电流控制区域收敛。

3、IGBT全控方式

对于IGBT来说，全控发生在其栅极与发射极之间，通过控制信号Vge，可以实现控制IGBT的导通和截止，从而实现对电流和电压的全控。全控方式一般又分为电压型和电流型两种。

（1）电压型全控：电压型全控就是在IGBT的导通过程中，通过给栅极正、负施加电压来控制电流的变化，可以实现高频率开关和恒定电流控制等多种控制方式。

（2）电流型全控：电流型全控则是在IGBT导通后，通过控制栅极到发射极之间的电流来控制导体中的电流，可以实现更好的省电效果和干净的电源波形，适用于精密电子设备。

4、IGBT的应用领域

IGBT作为一种高性能的功率开关器件，广泛应用于各个领域：

（1）工业自动化和控制领域：如变频器、电动机控制、UPS等；

（2）电动汽车和电网领域：用于充电桩、逆变器等；

（3）光伏发电领域：用于光伏逆变器等；

（4）通信领域：用于电源逆变器等。