IGBT是电力电子产品的一个相对较新的设备，在IGBT的出现之前，电源MOSFET.功率BJT在电力电子应用中是常用的。这两种装置都有一些优点，同时也有一些缺点。一方面，我们的开关性能差，输入阻抗低，二次击穿和电流控制功率BJT，另一方面，我们有优良的传导特性。同样，我们有优秀的开关特性，高输入阻抗，电压控制pmosfet，它也有不好的传导特性和问题寄生二极管在更高的额定。虽然pmosfet的单极性质导致低开关时间，它也导致高的ON-state电阻随着额定电压的增加。
因此，需要的是具有PMOSFET和POWER BJT的良好的这种装置，这是IGBT在20世纪80年代初介绍时，由于其优越的特性，在电力电子工程师中非常流行。IGBT具有类似于输入特性和电源BJT的PMOSFET，如输出特性，因此其符号也是两个父设备的符号的融合。IGBT的三个端子是栅极，收集器和发射器。下图显示了IGBT的符号。
IGBT也通过各种其他名称已知，例如金属氧化物绝缘栅晶体管（MOSIGT），增益调制的场效应晶体管（GEMFET），导电调制的场效应晶体管（COMFET），绝缘栅极晶体管（IGT）。
IGBT的结构
这IGBT的结构与PMOSFET非常类似，除了称为注射层的一层之外+与N.+pmosfet的衬底。该注射层是IGBT的优异特性的关键。其他层被称为漂移和体区域。两个结标记为j1和J2．下图是n通道IGBT的结构。
在仔细观察结构后，我们会发现存在存在N沟道MOSFET和两个bjts-q1和问2如图所示。问：1是p.+N.-p bjt和q2是n-pn+BJT。R.D.电阻是由漂移区域和R提供的吗B.是p体区域提供的阻力。我们可以观察到Q的收集器1与Q的基础相同2和Q的收藏家2与Q的基础相同1．因此，我们可以到达IGBT的等效电路模型，如下图所示。
这两个晶体管回到后面的连接形成寄生晶闸管如上图所示。
当集电极相对于发射极处于正电位，栅极也处于足够的正电位(>v)时，n通道IGBT就会打开得到）关于发出。该条件导致形成栅极下方的反转层，导致通道形成，电流开始从集电极流到发射极。
集电极电流IC在IGBT中由两部分组成- IE.和我H．一世E.是当前的由于注入的电子通过注入层，漂移层和最终形成的通道流入发射器。一世H是通过Q从收集器流到发射器的孔电流1和身体阻力RB.．因此
虽然我H几乎可以忽略不计，因此我C≈IE.．
在IGBT中观察到特殊的现象，称为IGBT的闭合。当收集器电流超过某个阈值时发生这种情况（ice)．在此，寄生晶闸管被锁定，并且栅极端子失去对收集器电流的控制，即使当栅极电位降低v以下时，IGBT也会失败得到．对于IGBT的关断，我们需要典型的换流电路，如晶闸管强制换流的情况。如果不尽快关闭设备，可能会损坏设备。
IGBT的特征
IGBT的静态I-V特性
下图显示了N沟道IGBT的静态I-V特性以及带有标记参数的电路图。
这个图与a的图相似BJT.除了对一个图保持恒定的参数是VGE因为IGBT是电压控制的器件，而BJT是电流控制的器件。当设备处于OFF模式时(Vce是积极的和vGE< V得到）反向电压由J阻止2当它反向偏见时，即V.ce是负的,J1阻碍了电压．
IGBT的传输特性
下图显示了IGBT的传输特性，它与PMOSFET完全相同。IGBT仅在v之后处于驻扎GE大于阈值v得到．
IGBT的开关特性
下图显示了典型的开关IGBT的特征．
打开时间t在由常用的两个组件组成，延迟时间（tDN.）和上升时间（tR.)．延迟时间定义为收集器电流从漏电流I上升的时间ce到0.1 I.C（最终收集器电流）和收集器发射极电压从V下降ce0.9 vce．上升时间定义为集电极电流从0.1 I上升的时间C都给我C收集器发射极电压从0.9V下降ce到0.1 V.ce．
关闭时间t从由三个分量组成，延时时间(tDF.)、初始下落时间(tF1）最后的秋天时间（tF2)．延时时间定义为集电极电流从I降下来的时间C到0.9 I.C和Vce开始上升。初始下降时间是集电极电流从0.9 I下降的时间C到0.2 I.C并集电极发射极电压上升至0.1Vce．最终下降时间被定义为收集器电流从0.2 i下降的时间C到0.1 I.C和0.1v.ce等于最终值Vce．
IGBT的优点和缺点
优点:-
IGBT的优点在下面显示
- 较低的栅极驱动要求
- 低开关损耗
- 小型缓冲电路要求
- 高输入阻抗
- 电压控制装置
- ON状态电阻的温度系数为正且小于PMOSFET，因此ON状态较小电压下降和功率损失。
- 由于双极性质而增强的传导
- 更好的安全操作区
缺点： -
IGBT的缺点在下面显示
- 成本
- Latching-up问题
- 与PMOSFET相比，高关闭时间
