绝缘栅极晶体管（IGBT）

欧宝体育在线入口：我nsedG吃biPallt赎金是电压控制的理想的开关设备由BJT和MOSFET的组合形成。IGBT利用BJT和PMOSFET的最佳品质生成了晶体管具有输入特征的MOSFET和BJT的输出特性。

它被认为是电力MOS技术的进步，被缩写为IGBT但有时称为Mosigt，即金属氧化物半导体绝缘栅极晶体管，即comfet，即导电调制的场效应晶体管或GEMFET，即增益调制的场效应晶体管。

象征性的IGBT表示为：

IGBT的三个终端是发射极，收集器和门。

IGTB简介

我们一开始已经讨论了IGBT是MOSFET和BJT的组合，该组合用作电子开关，可提供高效率的快速开关特性。MOSFET和BJT的组合在IGBT中起作用的方式是输入特性是由于MOSFET引起的，并且输出特性是由于BJT。在IGBT中，MOSFET以快速开关速度提供了很高的输入阻抗价值，而BJT提供了低饱和电压。

我们可以说，更简单地说，IGBT是一种设计，其目的是提供高输入阻抗，例如PMOSFET，而状态损失的低点类似于BJT。BJT遭受了第二个故障问题，而IGBT中不存在。

结构

为了构建IGBT，考虑了单个硅芯片，以适当的方式连接多个结构细胞。IGBT的基本结构表示如下：

从此处给出的图中可以明显看出，IGBT的构建与功率MOSFET的构建相似，所使用的底物差异。区别在于，在pmosfet中⁺使用底层层，由P代替⁺层被称为收集器C。与收集器终端形成连接的P型基板被称为注入层，因为它提供了多数载体，即孔到N层的孔，其厚度与电压阻塞能力直接成比例设备。

这里存在的P层形成IGBT的主体。所以，这里的pn^-被视为juntion j₂。

从上图可以清楚地看出，结构是垂直定向的，以便获得流过设备的电流的最大值。在这里，我们已经构建了N通道IGBT，但是通过更改掺杂类型，我们可以形成P通道IGBT。

等效电路

下图表示通过考虑上述给定的基本结构形成的IGTB的等效电路：

IGBT的工作

现在让我们了解IGTB的运作方式：

最初，通过使收集器终端相对于发射极终端使收集器终端呈正向偏置。同样，栅极和发射极端子之间也有空电压，因此P区与N之间的连接^-区域，即J₂会偏向偏见。因此，在反向偏置条件下，将不会通过设备的电流流动。

此外，当在发射器上在栅极提供正电压时，如果V_G变得大于IGTB的阈值，这将导致N通道的形成，即逆温层在闸门下方的P区域，就像在MOSFET中形成的那样。导致通道的形成使N⁺发射器区域^-漂移区域。因此，现在通过此N通道，电子开始从N⁺发射器区域到n^-漂移区域。

同样，由于收集器 - emitter端子的正向偏置条件，P区域的孔开始流入N^-漂移区域。结果淹没了n^-电子和孔都来自P身体区域和P的漂移区域⁺收集器区域分别。因此，N-漂移区域的注射载体密度增加了大量量，从而增加了电导率。随着带电载体的流动导致收集器电流i的流动，这允许在IGBT内进行传导_C通过设备，它被打开。

从上面的讨论中可以明显看出，收集器电流是p注入孔的结果⁺朝向n的区域^-p，即晶体管Q₁与电阻r_经过并从P中注入电子⁺n^-n通道电阻r的漂移区域_ch。

因此，

我_C= i_e= i_H+ i_e

在编写各自的电压下降时，我们将得到，

v_ce.on= i_C。r_ch+ i_C.r_d+ v_J1

对于PN连接二极管V_J1存在之间0.7至1V。

IGBT的特征

下图表示N通道IGBT的静态I-V特性：

从上述图形表示，很明显，我们已经绘制了收集器电流i之间的曲线_C和收集器发射器电压v_CE对于栅极发射器电压v的不同值_GE。这表示IGTB是电压控制的设备。

在没有栅极发射器电压的情况下，由于连接j的反向偏见。₂没有电流流过设备。当门发射器电压提供给IGTB时，即使所提供的电压小于阈值值小于阈值，也不会通过设备进行电流流，因此它在外状态中。但是对于V的各种值_GE高于阈值的不同电流流过设备。

优点

1. 它提供快速开关速度。
2. 这州抵抗很低。
3. 它拥有高压能力。
4. 双极性质因此提供增加传导。
5. 较低的开关损耗与之相关。
6. 它提供更效率比BJT和MOSFET。

缺点

1. 它提供了相对的更高的关闭时间比MOSFET。
2. 闩锁问题会导致设备导致其破坏的设备过度耗散。

IGBT的应用

这些通常在设备中找到需要中等电源的设备，例如UPS系统，电源，交流电以及直流电动机驱动器，驱动螺线管，承包商等。