IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)即绝缘栅双极型晶体管,是一种由晶体管和功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应管)两种器件结合而成的功率半导体器件。
IGBT主要用于高压、高电流、高速开关的场合,相比较其他大功率开关元件,它具有可靠性好、噪音低、结构简单、操作周期长等特点。
IGBT基本结构是PNP晶体管和NPN晶体管的结合体,P区、N区和N+区组成了主体结构,又有P+区加入,组成了控制晶体管的结构,当控制极正向电压施加到P+区时,使控制晶体管导通,而此时整个器件呈现导通状态。
外观包括芯片(chip)和管壳两部分组成,芯片内包含结构和电路,是实现器件输送电流、控制电压的主要部分;而管壳则主要是进行散热,减少器件温度,保证器件电气性能的良好。
IGBT具有很强的功率开关能力,被广泛应用于家用电器、工业自动控制、电力电子设备、能源控制和变换等领域,主要应用于高频电源、变频器、电力逆变器、电力因数校正器、发电设备等电力电子领域。
优点:发热量低,转换效率高,开关速度快,电路复杂度低,噪音小,可靠性高。
缺点:输电能力不足,限制了器件的电流能力,也就限制了器件在高电压、高电流方面应用的范围;同时,也需要更加专业的散热设计,否则会降低电路的可靠性。