Question

igbt工作原理和作用

Answer 1

igbt工作原理和作用是：
IGBT是将强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。
由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道，而这个通道却具有很高的电阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征，IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。
虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性，但是在高电平时，功率导通损耗仍然要比IGBT技术高出很多。较低的压降，转换成一个低VCE(sat)的能力，以及IGBT的结构，同一个标准双极器件相比，可支持更高电流密度，并简化IGBT驱动器的原理图。

Answer 2

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，即绝缘栅双极晶体管）是一种半导体开关设备，能把较小的输入信号转变为驱动较大负载的高电流电源。
IGBT的工作原理：
IGBT的工作原理很大程度上是受其内部结构决定的，其内部主要由四层P-N结构组成（P+层、N-层、N+层和P层），在P+层和N-层之间插入一个适当的N+层可以得到一个NPN型的双极晶体管，而P层和N+层形成一个PN结型的金氧半场效应晶体管。IGBT的工作主要依赖这两个晶体管结构。
IGBT的控制开关主要通过改变栅极（G）上的电压来控制。当在栅极和发射极（E）之间加上正向电压时（通常是15V），P层和N-层之间就形成导通通道，使N+层和N-层中的电子可以流向P+层，从而形成从集电极（C）至发射极（E）的电流，此时IGBT处于导通状态。反之，当栅极电压为负或为零时，P层与N-层之间的通道被关闭，集电极和发射极间无法通过电流，至此IGBT处于关断状态。
IGBT的作用：
1. 电流开关：IGBT经常作为高功率电子设备中的电流开关使用，它能在微秒级的时间内完成开启和关闭的动作。比如说，在电动汽车和火车牵引系统中，IGBT被用作开关来控制高压直流电源。
2. 变频器：在交流电驱动系统中，IGBT通常使用在变频器中，用以调整电机的电源频率，便于控制电机的转速。
3. 电源调节器：IGBT也可用在开关电源或电源调节器中，例如逆变电源，用于将直流电源转换为交流电源。
IGBT由于其较低的导通电压、较快的开关速度以及相对较高的工作电压等优势，在中高压、中高频的开关电源以及电力电子设备当中有着广泛的应用。