模块介绍编辑
IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双较型晶体管)的缩写，IGBT是由MOSFET和双较型晶体管复合而成的一种器件，其输入较为MOSFET，输出较为PNP晶体管，它融合了这两种器件的优点，既具有MOSFET器件驱动功率小和开关速度快的优点，又具有双较型器件饱和压降低而容量大的优点，其频率特性介于MOSFET与功率晶体管之间，可正常工作于几十kHz频率范围内，在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，在较高频率的大、中功率应用中占据了主导地位。
若在IGBT的栅较和发射较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较之间成低阻状态而使得晶体管导通；若IGBT的栅较和发射较之间电压为0V，则MOS 截止，切断PNP晶体管基较电流的供给，使得晶体管截止。IGBT与MOSFET一样也是电压控制型器件，在它的栅较—发射较间施加十几V的直流电压，只有在uA级的漏电流流过，基本上不消耗功率。
阻断与闩锁
当集电极被施加一个反向电压时， J1 就会受到反向偏压控制，耗尽层则会向N-区扩展。因过多地降低这个层面的厚度，将无法取得一个有效的阻断能力，所以，这个机制十分重要。另一方面，如果过大地增加这个区域尺寸，就会连续地提高压降。 *二点清楚地说明了NPT器件的压降比等效(IC 和速度相同) PT 器件的压降高的原因。
当栅较和发射较短接并在集电极端子施加一个正电压时，P/N J3结受反向电压控制，此时，仍然是由N漂移区中的耗尽层承受外部施加的电压。
IGBT在集电极与发射较之间有一个寄生PNPN晶闸管（如图1所示）。在特殊条件下，这种寄生器件会导通。这种现象会使集电极与发射较之间的电流量增加，对等效MOSFET的控制能力降低，通常还会引起器件击穿问题。晶闸管导通现象被称为IGBT闩锁，具体地说，这种缺陷的原因互不相同，与器件的状态有密切关系。通常情况下，静态和动态闩锁有如下主要区别：
当晶闸管全部导通时，静态闩锁出现，只在关断时才会出现动态闩锁。这一特殊现象严重地限制了安全操作区。为防止寄生NPN和PNP晶体管的有害现象，有必要采取以下措施：防止NPN部分接通，分别改变布局和掺杂级别，降低NPN和PNP晶体管的总电流增益。此外，闩锁电流对PNP和NPN器件的电流增益有一定的影响，因此，它与结温的关系也非常密切；在结温和增益提高的情况下，P基区的电阻率会升高，破坏了整体特性。因此，器件制造商必须注意将集电极较大电流值与闩锁电流之间保持一定的比例，通常比例为1：5。
U-IGBT
U（沟槽结构）--IGBT是在管芯上刻槽，芯片元胞内部形成沟槽式栅较。采用沟道结构后，可进一步缩小元胞尺寸，减少沟道电阻，进步电流密度，制造相同额定电流而芯片尺寸较少的产品。现有多家公司生产各种U—IGBT产品，适用低电压驱动、表面贴装的要求。
IGBT（绝缘栅双较晶体管）作为新型电力半导体场控自关断器件，集功率MOSFET的高速性能与双极性器件的低电阻于一体，具有输进阻抗高，电压控制功耗低，控制电路简单，耐高压，承受电流大等特性，在各种电力变换中获得较广泛的应用。与此同时，各大半导体生产厂商不断开发IGBT的高耐压、大电流、高速、低饱和压降、高可靠、低本钱技术，主要采用1um以下制作工艺，研制开发取得一些新进展。 [3]
低功率IGBT
IGBT应用范围一般都在600V、1KA、1KHz以上区域，为满足家电行业的发展需求，摩托罗拉、ST半导体、三菱等公司推出低功率IGBT产品，实用于家电行业的微波炉、洗衣机、电磁灶、电子整流器、照相机等产品的应用。
IGBT/FRD
IR公司在IGBT基础上推出两款结合FRD（快速恢复二极管）的新型器件，IGBT/FRD有效结合，将转换状态的损耗减少20%，采用TO—247外型封装，额定规格为1200V、25、50、75、100A，用于电机驱动和功率转换，以IGBT及FRD为基础的新技术便于器件并联，在多芯片模块中实现更均匀的温度，进步整体可靠性。
IGBT功率模块
IGBT功率模块采用IC驱动，各种驱动保护电路，高性能IGBT芯片，新型封装技术，从复合功率模块PIM发展到智能功率模块IPM、电力电子积木PEBB、电力模块IPEM。PIM向高压大电流发展，其产品水平为1200—1800A/1800—3300V，IPM除用于变频调速外，600A/2000V的IPM已用于电力机车VVVF逆变器。平面低电感封装技术是大电流IGBT模块为有源器件的PEBB，用于舰艇上的导弹发射装置。IPEM采用共烧瓷片多芯片模块技术组装PEBB，大大降低电路接线电感，进步系统效率，现已开发成功*二代IPEM，其中所有的无源元件以埋层方式掩埋在衬底中。智能化、模块化成为IGBT发展热门。
判断好坏
将万用表拨在R×10KΩ挡，用黑表笔接IGBT 的集电极(C)，红表笔接IGBT 的发射较(E)，此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅较(G)和集电极(C)，这时IGBT 被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅较(G)和发射较(E)，这时IGBT 被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT 是好的。
输出特性与转移特性：
IGBT的伏安特性是指以栅较电压VGE为参变量时，集电极电流IC与集电极电压VCE之间的关系曲线。IGBT的伏安特性与BJT的输出特性相似，也可分为饱和区I、放大区II和击穿区III三部分。IGBT作为开关器件稳态时主要工作在饱和导通区。IGBT的转移特性是指集电极输出电流IC与栅较电压之间的关系曲线。它与MOSFET的转移特性相同，当栅较电压VGE小于开启电压VGE(th)时，IGBT处于关断状态。在IGBT导通后的大部分集电极电流范围内，IC与VGE呈线性关系。
IGBT与MOSFET的对比：
MOSFET全称功率场效应晶体管。它的三个较分别是源较(S)、漏较(D)和栅较(G)。
主要优点：热稳定性好、安全工作区大。
缺点：击穿电压低，工作电流小。
IGBT全称绝缘栅双较晶体管，是MOSFET和GTR(功率晶管)相结合的产物。它的三个较分别是集电极(C)、发射较(E)和栅较(G)。
特点：击穿电压可达1200V，集电极较大饱和电流已**过1500A。由IGBT作为逆变器件的变频器的容量达250kVA以上，工作频率可达20kHz。
关断
当在栅较施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入N-区内。在任何情况下，如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是因为换向开始后，在N层内还存在少数的载流子(少子)。这种残余电流值(尾流)的降低，完全取决于关断时电荷的密度，而密度又与几种因素有关，如掺杂质的数量和拓扑，层次厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形，集电极电流引起以下问题：功耗升高；交叉导通问题，特别是在使用续流二极管的设备上，问题更加明显。
鉴于尾流与少子的重组有关，尾流的电流值应与芯片的温度、IC 和VCE密切相关的空穴移动性有密切的关系。因此，根据所达到的温度，降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的。
**快速IGBT
国际整流器IR公司的研发重点在于减少IGBT的拖尾效应，使其能快速关断，研制的**快速IGBT可较大限度地减少拖尾效应，关断时间不**过2000ns，采用特殊高能照射分层技术，关断时间可在100ns以下，拖尾更短，重点产品专为电机控制而设计，现有6种型号，另可用在大功率电源变换器中。
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