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IGBT模塊絕緣柵雙極型晶體管

日期：2025-09-19 11:43

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摘要：

IGBT模塊絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。

IGBT模塊非常適合應用於直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。圖1所示為壹個N 溝道增強型絕緣柵雙極晶體管結構， N+ 區稱為源區，附於其上的電極稱為源極。N+ 區稱為漏區。器件的控制區為柵區，附於其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區邊界形成。在漏、源之間的P 型區(包括P+ 和P 壹區)(溝道在該區域形成)，稱為亞溝道區( Subchannel region )。而在漏區另壹側的P+ 區稱為漏註入區( Drain injector )，它是IGBT 特有的功能區，與漏區和亞溝道區壹起形成PNP 雙極晶體管，起發射極的作用，向漏極註入空穴，進行導電調制，以降低器件的通態電壓。附於漏註入區上的電極稱為漏極。　IGBT 的開關作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP 晶體管提供基極電流，使IGBT 導通。反之，加反向門極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT 關斷。IGBT 的驅動方法和MOSFET 基本相同，只需控制輸入極N壹溝道MOSFET ，所以具有高輸入阻抗特性。當MOSFET 的溝道形成後，從P+ 基極註入到N 壹層的空穴(少子)，對N 壹層進行電導調制，減小N 壹層的電阻，使IGBT 在高電壓時，也具有低的通態電壓。
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