Question

请介绍一下绝缘栅双极型晶体管的特性及其用途？

英文名IGBT，请详细回答下它的保护方式等，最好有电路图配合介绍。谢谢~

Answer 1

绝缘栅双极晶体管缩写IGBT

IGBT是强电流、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。

绝缘栅型场效应管的衬底（B）与源析（S）连在一起，它的三个极分别为栅极（G）、漏极（D）、和源极（S）。晶体管分NPN和PNP管，它的三个极分别为基极（b）、集电极（c）、发射极（e）。场效应管的G、D、S极与晶体管的b、c、e极有相似的功能。绝缘栅型效应管和结型场效应管的区别在于它们的导电机构和电流控制原理根本不同，结型管是利用耗尽区的宽度变化来改变导电沟道的宽窄以便控制漏极电流，绝缘栅型场效应管则是用半导体表面的电场效应、电感应电荷的多少去改变导电沟道来控制电流。它们性质的差异使结型场效应管往往运用在功放输入级（前级），绝缘栅型场效应管则用在功放末级（输出级）。

Answer 2

IGBT是全控型功率半导体器件，它是由MOSFET场效应管与GTR大功率达林顿晶体管结合，并有前者担任驱动，因此具有：驱动功率小，通态压降低，开关速度快等优点，目前已广泛应用于变频调速，开关电源等电子领域，就全控性能而言，IGBT是最适合斩波应用的器件，而且技术极为简单，几乎IGBT器件本身就构成了斩波电路。
IGBT也是多元集成结构，它是由一个MOSFET和一个PNP晶体管构成，给栅极施加正偏信号后，MOSFET导通，从而给PNP晶体管提供了基极电流使其导通，给栅极施加反偏信号后，MOSFET关断，使PNP晶体管基极电流为零而截止。IGBT在关断时不需要负栅压来减少关断时间，但关断时间随栅极和发射极并联电阻的增加而增加。IGBT的开启电压约为3~4V，和MOSFET相当。IGBT导通时的饱和压降比MOSFET低而和电力晶体管接近，饱和压降随栅极电压的增加而增加。