絕緣柵雙極晶體管的結構和工作原理

GTR和GTO是雙極型電流驅動器件，由于具有電導調(diào)制效應，其通流能力很強，但開關速度較低，所需驅動功率大，驅動電路復雜。而電力MOSFET是單極型電壓驅動器件，開關速度快，輸入阻抗高，熱穩(wěn)定性好，所需驅動功率小而且驅動電路簡單。絕緣柵雙極晶體管（Insulated-gateBipolar Transistor——IGBT或IGT）綜合了GTR和MOSFET的優(yōu)點，因而具有良好的特性。
IGBT的結構和工作原理
（1）IGBT的結構
1.是三端器件，具有柵極G、集電極C和發(fā)射極E。
2.由N溝道VDMOSFET與雙極型晶體管組合而成的IGBT，比VDMOSFET多一層P+注入?yún)^(qū)，實現(xiàn)對漂移區(qū)電導率進行調(diào)制，使得IGBT具有很強的通流能力。
3.簡化等效電路表明，IGBT是用GTR與MOSFET組成的達林頓結構，相當于一個由MOSFET驅動的厚基區(qū)PNP晶體管。          （2）IGBT的工作原理
1.IGBT的驅動原理與電力MOSFET基本相同，是一種場控器件。
2.其開通和關斷是由柵極和發(fā)射極間的電壓UGE決定的。
 √當UGE為正且大于開啟電壓UGE(th)時，MOSFET內(nèi)形成溝道，并為晶體管提供基極電流進而使IGBT導通。
 √當柵極與發(fā)射極間施加反向電壓或不加信號時，MOSFET內(nèi)的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷，使得IGBT關斷。
3.電導調(diào)制效應使得電阻RN減小，這樣高耐壓的IGBT也具有很小的通態(tài)壓降。