IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)即絕緣柵雙極晶體管,是一種高效的功率半導(dǎo)體器件,廣泛應(yīng)用于各種電力和電子設(shè)備中。
IGBT的工作原理與雙極晶體管(BJT)和場效應(yīng)晶體管(FET)有所不同,它結(jié)合了二者的優(yōu)點。IGBT是一種PNP-NMOS結(jié)構(gòu),有三個區(qū)域:一個P型區(qū)、一個N型區(qū)和一個P型區(qū),分別連接一個集電極、一個源極和一個柵極。
當(dāng)一個正電壓被施加到集電極時,P區(qū)中的大量少數(shù)載流子會擴散到N區(qū),形成電流。在此時,通過柵極施加一個正電壓可以引起柵極和N型區(qū)之間的PN結(jié)反向偏置,這將限制P區(qū)中的少數(shù)載流子數(shù)量并減小電流。這種限制電流的作用類似于BJT中的基極控制。
當(dāng)柵極電壓增大時,PN結(jié)的反向偏置會變?nèi)酰琍區(qū)中的少數(shù)載流子數(shù)量也會增多,導(dǎo)致電流增加。當(dāng)柵極電壓下降時,PN結(jié)的反向偏置會增強,P區(qū)中的少數(shù)載流子數(shù)量會減少,導(dǎo)致電流減小。這種變化類似于FET中的場效應(yīng)。
因此,IGBT可以通過柵極控制電流,并且具有高電壓承受能力和低開關(guān)損耗的優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于各種高功率電子設(shè)備和電力應(yīng)用中。