绝缘栅双极晶体管(英语:Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT),是半导体器件的一种,主要用于新能源电动汽车、及电动车的交流电电动机的输出控制。
传统的BJT导通电阻小,但是驱动电流大,而MOSFET的导通电阻大,却有着驱动电流小的优点。IGBT正是结合了这两者的优点:不仅驱动电流小,导通电阻也很低。
这种晶体管结合了金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的高电流单栅控制特性及双极性晶体管的低饱和电压的能力,在单一的IGBT器件里,会透过把一个隔离的场效应晶体管(FET)结合,作为其控制输入,并以双极性晶体管作开关。
IGBT原理
IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。由于实现一个较高的击穿电压 BVDSS 需要一个源漏沟道,而这个沟道却具有很高的电阻率,因而造成功率MOSFET具有 RDS(on) 数值高的特征,IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。
虽然最新一代功率MOSFET 器件大幅度改进了 RDS(on) 特性,但是在高耐压的器件上,功率导通损耗仍然要比IGBT 技术高出很多。
较低的压降,转换成一个低 VCE(sat) 的能力,以及IGBT的结构,同一个标准双极器件相比,可支持更高电流密度,并简化IGBT驱动器的原理图。
内部构造
IGBT是一种由控制电路控制、是否导电的半导体。G是栅极,也就是控制极,C是集电极,E是发射极。
例如控制电路指示为通,我们给G电极高电平,那么 IGBT就会导通,IGBT就是导体,有电流通过;如果控制电路指示为断,我们给G电极低电平,那么 IGBT就会截止,则IGBT就是绝缘体,没有电流通过。