IGBT全称Insulated Gate Bipolar Transistor,故名思议,它是一种绝缘栅双极型晶体管。IGBT是继普通二极管、场效应晶体管(FET)和MOS场效应晶体管之后,新型半导体元器件,也是功率半导体器件中的一种。IGBT综合了普通晶体管和MOS管的优点,并可承受足够高的电压和电流负荷。
IGBT的最大特点是:控制电流小、功率大。它是介于MOS场效应晶体管和普通双极型晶体管之间的一种新型器件,具有高开关频率、低饱和压降、低导通压降、低开关损失、可控性强、噪音低等优点。
IGBT是电力变换领域中应用范围较广的一种晶体管,经常被应用于直流变换器、交流变换器、电机驱动等场合。
IGBT的应用领域非常广泛,经常应用于控制电路中,例如:家电、液晶电视、空调、风扇、变频器、变压器、智能电网等领域。
其中,传统工业的应用中,IGBT广泛应用于电能传输、驱动器和逆变器、发电机集电极等领域。在汽车工业中,IGBT被广泛应用于混合动力汽车中的逆变器等功率电子模块中,也被应用于助力转向、电动空调、电动减震系统、发动机和传动电子控制模块中。此外,IGBT还可以用于发电机、变压器、直流稳压电源、UPS、直流输电和运动控制系统。
相对于三极管和场效应管,IGBT的优点包括:
1. 电压等级高:IGBT的最高工作电压可以达到6kV以上。
2. 开关速度快:IGBT可实现低导通损耗和高开关速度,对于开关频率在20kHz到50kHz的工作状态非常适用。
3. 饱和压降低:IGBT的饱和压降约为1.6V,可以有效减小开关功率损耗。
4. 体积小、重量轻:IGBT的规格越来越小,制造工艺越来越精湛,可以有效减小体积和重量。
5. 稳定性好:IGBT的控制电流较小,控制误差小,可以实现稳定的运行状态。
目前,IGBT已经被广泛应用于家电、工控、电力、新能源等领域。未来,IGBT的发展趋势主要有以下几个方面:
1. 安全性更高:随着人们对电力安全和效率要求的不断提高,IGBT的安全性将逐渐成为重中之重,将会出现越来越多的智能控制方案。
2. 功率和效率更高:IGBT的功率和效率将会进一步提高,从而能够更好的满足现代工业和生活的需求。
3. 精度更高:随着科技的不断进步,人们对精度的要求也将越来越高,IGBT也将朝着更加精细的方向发展。
4. 辐射更小:随着环境保护和更加健康的生活方式的不断提倡,IGBT也将在环保方向上不断发力,减少对人体和环境的不良影响。