【技术】IGBT及其IGBT模块是如何进行导通的？
本文SLKOR将介绍IGBT及其IGBT模块导通原理。其中IGBT是英文单词Insulated Gate Bipolar Transistor，它的中文意思是绝缘栅双极晶体管。
图 1
在功能上，IGBT是一个电路开关，其优点是电压控制，低饱和压降和高耐压。用于电压几十到几百伏，电流几十到几百安培的高压。此外，IGBT由计算机控制，没有机械按钮。因此，有了IGBT开关，就可以设计出一种电路，由计算机控制，将交流电源变成给定电压下的DC电源，或将各种电变成所需频率的交流电源，供负载使用。这种电路统称为转换器。
IGBT(绝缘栅双极型晶体管)是由BJT(双极型晶体管)和MOS(绝缘栅场效应晶体管)组成的复合全控制电压驱动功率半导体器件，具有MOSFET的输入阻抗高、GTR导通压降低的优点。GTR饱和电压降低，载流密度大，但驱动电流大。MOSFET驱动功率低，开关速度快，但开关压降大，载流密度低。IGBT综合了上述两种器件的优点，驱动功率低，饱和电压低。非常适用于DC电压600V及以上的变流器系统，如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引驱动等领域。
IGBT模块是由IGBT(绝缘栅双极晶体管芯片)和FWD(续流二极管芯片)通过特殊的电路桥封装而成的模块化半导体产品。封装的IGBT模块直接应用于逆变器、不间断电源等设备。
IGBT模块具有节能、安装维护方便、散热稳定等特点。目前，这些模块化产品大多在市场上销售，IGBT模块也通常被称为IGBT模块。随着节能环保理念的推进，这样的产品在市场上会越来越普遍；
IGBT是能量转换和传输的核心设备，俗称电力电子设备的“CPU”。作为国家战略性新兴产业，IGBT广泛应用于轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车和新能源装备等领域。
IGBT模块导通
IGBT硅片的结构与功率MOSFET非常相似。主要区别是IGBT增加了P衬底和N缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技术不增加这部分)。一个MOSFET驱动两个双极性器件。衬底的应用在管的P和N区域之间产生了J1结。当正栅极偏置使栅极下的P-基区反转时，形成N沟道，同时出现电子电流，完全以功率MOSFET的方式产生电流。
如果这个电子流产生的电压在0.7V的范围内，那么J1会正向偏置，一些空穴会注入到N区，调整阳极和阴极之间的电阻率，减少了功率传导的总损耗，开始第二次电荷流动。结果，半导体层中暂时出现了两种不同的电流拓扑：一种是电子电流(MOSFET电流)；空穴电流(双极)。
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