三极管和绝缘栅双极型晶体管(IGBT)是常用于电力控制和调节的半导体开关器件。它们都具有控制电流流动和阻止电流流动的能力,但是它们的结构和工作方式有所不同。
三极管由三个掺有掺杂不同的半导体材料组成,即n型、p型和n型晶体。其中两个n型区之间夹一个p型区。p型区被称为基极,而剩余的两个n型区则被称为集电极和发射极。当将基极与一个电压源连接后,一小电流就可以控制集电极和发射极的大电流。
另一方面,IGBT类似于三极管,但它有一个栅极,这个栅极接收来自控制电路的信号。IGBT的结构通常描述为四层n型- p型- n型- p型结构,其中n型为电阻较低的区域,p型为电阻较高的区域。
三极管的工作基于电子的注入。当电子流进入基极,三极管中的p型区就会反向偏置,这样就允许电流由集电极到发射极流动。在输入电压在超过某一阈值时,三极管就会打开。
IGBT则是控制栅极的电压来开关电流。与MOSFET类似,IGBT使用栅极极性来控制整个电路的通断。当栅极和发射极之间的电压高于它们之间的门阈电压时,电流会从集电极到发射极流动。
三极管主要用于低频电路中,例如功率放大器和交流变量。IGBT则通常用于高电压、高电流应用,例如高功率电机控制、变频器、电力传输和高功率换流器。
在电机控制方面,IGBT具有更强的能力,可以承受更高的电流,从而提供更高的输出功率。