IGBT｜基礎篇
什麼是IGBT？
2022.11.24
重點
・IGBT是“Insulated Gate Bipolar Transistor”的縮寫，中文名稱是“絕緣閘雙極電晶體”。
・IGBT是透過結合MOSFET和雙極電晶體，同時具備了這兩種元件優點的功率電晶體。
・IGBT的基本特點是輸入電阻高、切換速度快、即使在高壓條件下也具有低導通電阻。
什麼是IGBT？
IGBT是“Insulated Gate Bipolar Transistor”的第一個字母的縮寫，中文名稱是“絕緣閘雙極電晶體”。透過結合MOSFET和雙極電晶體，IGBT成為同時具備這兩種元件優點的功率電晶體。IGBT有N通道型和P通道型兩種，本文中以目前主流的N通道型為例展開介紹。
N通道IGBT的電路圖符號及其等效電路如下。有些等效電路圖會更詳細一些，但這裡為了便於理解，給出的是相對簡單的示意圖。包括結構在內，實際的產品會更複雜一些。有關結構等的詳細內容將在後續文章中介紹。
IGBT具有閘極、集極、射極3個引腳。閘極與MOSFET相同，集極和射極與雙極電晶體相同。IGBT與MOSFET一樣透過電壓控制埠，在N通道型的情況下，對於射極而言，在閘極外加正電壓時，集極-射極導通，流過集極電流。我們將另行介紹其工作和驅動方法。
前面已經介紹過，IGBT是結合了MOSFET和雙極電晶體優點的電晶體。MOSFET由於閘極是隔離的，因此具有輸入阻抗高、切換速度較快的優點，但缺點是在高壓時導通電阻較高。雙極電晶體即使在高壓條件下導通電阻也很低，但存在輸入阻抗低和切換速度慢的缺點。透過彌補這兩種元件各自的缺點，IGBT成為一種具有高輸入阻抗、高切換速度*、即使在高壓條件下也能實現低導通電阻的電晶體。 *切換速度比MOSFET慢，但比雙極電晶體快。
IGBT和MOSFET等功率元件根據應用產品的使用條件和需求，物善其用，在適合各自特性的應用中被區分使用，比如在高電壓應用中使用IGBT，在低電壓應用中則使用MOSFET。IGBT的適用範圍和應用領域將在後續文章中進行介紹。
【下載資料】 IGBT基礎
IGBT是非常具有代表性的功率元件之一，包括馬達驅動等在內的應用十分廣泛。本手冊對IGBT的基礎知識進行介紹，例如根據其特點、結構和工作原理介紹其適用範圍和應用示例，同時還介紹了如何與其他功率元件進行比較和區分使用。
