IGBT是 Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极性晶体管)的缩写。IGBT是一种高性能半导体材料,饱和电压低,控制性能好,适用于高电压高电流的开关控制。IGBT元器件具有绝缘栅与BJT的结构。它的基极接收控制信号,绝缘栅承担隔离和电荷储存作用,集电极与发射极接收功率输出。
IGBT元器件的工作原理可以大致分为导通和截止两种状态。当IGBT处于导通状态时,控制端基极的电压为正,电路中集电极与发射极之间的电势差将使上层p区反向极化,中间n区受电势差作用,使其形成一个导通的NPN型晶体管。因此在整个元器件上,即使在搬送高电压高电流情况下还是能工作。
而截至状态是指控制端基极的电压为零或负电压。因此,Bjt中的中间n区失去搬送载流子的能力,此时IGBT的吸收效应失效,电流被截至,整个元器件被切断,电流不再流通,从而起到了开关控制的作用。
首先,IGBT元器件能够承受较高的电流和电压,这使得它能够应用于高功率电路中,在工业设备、电动汽车等领域广泛应用。其次,它的开关速度较快,能够在微秒甚至纳秒级别的时间内实现开关,因此,它被广泛应用于高速开关电路。此外,IGBT集成度高、热稳定性好、寿命长等优点也使得它成为现代电力电子技术应用中不可缺少的元器件之一。
IGBT元器件在现代工业生产中有着广泛的应用,如高速列车的牵引系统、有源滤波器、太阳能逆变器等等。在这些应用中,IGBT元器件的优良性能和可靠性都得到了充分的体现。此外,随着电动汽车和新能源的崛起,IGBT元器件的需求也会不断增长,因为IGBT可以方便地实现功率自适应调整,大大提高了电能的利用效率。