IGBT｜基礎篇
IGBT的工作原理
2023.04.26
重點
・當相對於IGBT射極向IGBT閘極外加正電壓時，IGBT導通，流過集極電流。
・如等效電路圖所示，透過Nch MOSFET導通、IB流過PNP電晶體，使PNP電晶體導通，IGBT的集極和射極之間導通。
IGBT的工作原理
下面用下列等效電路和截面結構圖來說明IGBT的工作原理。
表示IGBT工作原理的等效電路和斷面結構示意圖
當向射極外加正的集極電壓VCE，同樣向射極外加正的閘極電壓VGE時，IGBT導通，集極和射極之間導通，流過集極電流IC。
將這個動作對應於等效電路時，即當外加正VGE時，Nch MOSFET導通，這會使基極電流IB流過PNP電晶體，最終，PNP電晶體導通，從而使IC從IGBT的集極流向射極。
斷面結構圖中顯示了內部電子和電洞（Hole）的運動情況。當向閘極外加正VGE時，電子⊖聚集在閘極電極正下方的P+層中並形成通道。這與MOSFET導通的原理基本相同。因此，從IGBT的射極供給的電子沿N+層⇒通道⇒ N-漂移層 ⇒ P+集極層的方向行動。而空穴（電洞）⊕則由P+集極層提供給N-漂移層。該層之所以被稱為“漂移層”，是因為電子和空穴兩者的載流子都會行動。也就是說，電子從IGBT射極向IGBT集極的行動意味著電流（IC）從IGBT集極流向IGBT射極。
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