絕緣柵雙極晶體管(IGBT)結(jié)合了GTR和MOSFET的優(yōu)點(diǎn)，具有良好的特性。IGBT也是三端器件，具有柵極G、集電極C和發(fā)射極E。

1.IGBT結(jié)構(gòu)和工作原理

將IGBT結(jié)構(gòu)簡化為等效電路，可以看出是雙極性晶體管和MOSFET組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，等效為一個(gè)由MOSFET驅(qū)動(dòng)的厚基區(qū)PNP晶體管。元件的開通和關(guān)斷由柵極和發(fā)射極之間的電壓決定，當(dāng)電壓大于開啟電壓之后MOSFET內(nèi)形成溝道，并為晶體管提供基極電流從而使IGBT導(dǎo)通。

當(dāng)柵極和發(fā)射極之間施加反向電壓或者不施加信號(hào)后，MOSFET內(nèi)部溝道消失，晶體管的基極電流被切斷，IGBT關(guān)斷。

2.IGBT的基本特性

1)靜態(tài)特性

轉(zhuǎn)移特性：集電極電流與柵極電壓之間的關(guān)系，開啟電壓為使IGBT能實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)調(diào)制的最低柵射電壓，開啟電壓會(huì)隨溫度升高而略有下降，溫度升高1度，其值下降5mV左右。

轉(zhuǎn)移特性

伏安特性：輸出特性，即柵射電壓為參考變量時(shí)，集電極電流與集射極電壓之間的關(guān)系。輸出特性分為三個(gè)區(qū)域：正向阻斷區(qū)、有源區(qū)和飽和區(qū)。IGBT在工作開關(guān)狀態(tài)，主要是在正向阻斷區(qū)和飽和區(qū)之間來回切換。

輸出特性

2)動(dòng)態(tài)特性

開通延遲時(shí)間：從驅(qū)動(dòng)電壓上升至幅值10%的時(shí)刻到集電極電流上升至幅值的10%;

上升時(shí)間：集電極電流從10%增長到90%所需的時(shí)間;

關(guān)斷延遲時(shí)間：驅(qū)動(dòng)電壓幅值從90%--10%的時(shí)刻;

下降時(shí)間：集電極電流從90%--10%所需時(shí)間;

開關(guān)過程

從動(dòng)態(tài)特性曲線中可以發(fā)現(xiàn)IGBT電導(dǎo)效應(yīng)較好，但同時(shí)也存在少子存儲(chǔ)的現(xiàn)象，因此開關(guān)速度較低，此外IGBT的擊穿電壓、通態(tài)壓降和關(guān)斷時(shí)間也是需要折中參數(shù)。