你真的了解IGBT吗？干货收藏！

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）又称为绝缘栅双极型晶体管。是由BJT（双极型晶体管）和MOS（金属氧化物半导体场效应管）组成的复合全控型-电压驱动式-功率半导体器件，其具有自关断的特征。简单来讲，它是一个非通即断的开关装置，IGBT没有放大电压的功能，导通时可以看做导线，断开时可以看做开路。

IGBT融合了BJT和MOSFET这两种器件的优点，IGBT既有MOSFET的开关速度高、输入阻抗高、控制功率小、驱动电路简单、开关损耗小的优点，又有BJT导通电压低、通态电流大、损耗小的优点，是电力电子领域较为理想的开关器件。

IGBT模块是由IGBT与FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品，具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。

IGBT的工作原理如上图所示，若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通,这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；

若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V时，则MOSFET截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。IGBT内部有三个端子，分别为集电极、发射极和栅极，端子上都附有金属层。IGBT结构是一个四层半导体器件。四层器件是通过组合PNP和NPN晶体管来实现的，它们构成了PNPN排列。

IGBT是由MOSFET和GTR技术结合而成的复合型开关器件，是通过在功率MOSFET的漏极上追加p+层而构成的，性能上也是结合了MOSFET和双极型功率晶体管的优点。N+区称为源区，附于其上的电极称为源极(即发射极E)；P+区称为漏区，器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极(即门极G)。沟道在紧靠栅区边界形成。在C、E两极之间的P型区(包括P+和P-区)(沟道在该区域形成)称为亚沟道区(Subchannel region)。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Drain injector)，它是IGBT特有的功能区，向漏极注入空穴，进行电导调制，以降低器件的通态压降。附于漏注入区上的电极称为漏极(即集电极C)。

一、IGBT在应用层面通常根据电压等级划分

〡、低压IGBT：

指电压等级在1000V以内的IGBT器件，例如常见的650V应用于新能源汽车、家电、工业变频等领域。

  〢、中压IGBT：

指电压等级在1000-1700V区间的IGBT器件，如1200V应用于光伏、电磁炉、家电、焊机、工业变频器和新能源汽车领域，1700V应用于光伏和风电领域。

  〣、高压IGBT：

指电压等级3300V及以上的IGBT器件，比如3300V和6500V应用于高铁、 动车、智能电网，以及工业电机等领域。

  二、在产品层面通常根据封装方式分类  

〡、IGBT单管：

  封装规模较小，一般指封装单颗IGBT芯片，电流通常在50A以下，适用于消费、工业家电领域。  

〢、IGBT模块：

  IGBT最常见的形式，是将多个IGBT芯片集成封装在一起，功率更大、散热能力更强，适用于高压大功率平台，如新能源车、光伏、高铁等。

  〣、功率集成（IPM）：

  指把IGBT模块加上散热器、电容等外围组件，组成一个功能较为完整和复杂的智能功率模块。

  IGBT的主要应用领域

  IGBT作为工业控制及自动化领域的核心元器件，能够根据信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等，以实现精准调控的目的，被称为现代电力电子行业里的“CPU”，广泛应用于电机节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家用电器、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等众多领域。     IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用，是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件。针对车规级IGBT模块的特殊要求，IGBT技术正朝着小型化、低功耗、耐高温、高安全和智能化的方向发展。IGBT模块占电动汽车成本将近10％，占充电桩成本约20％。
   

编辑：黄飞