IGPT
绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)是一种由MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和双极晶体管组成的复合器件。这种复合设计使得IGBT同时具备了MOSFET和双极晶体管的优点,成为了一种高性能的功率晶体管。
IGBT主要分为N沟道型和P沟道型两种,其中N沟道型是目前市场上的主流产品,在N沟道型IGBT中,当栅极相对于发射极施加正电压时,与MOSFET类似,通过电压控制使集电极与发射极之间导通,允许集电极电流流过。
为了更直观地理解IGBT的工作原理和结构,我们可以参考下图。下图展示了N沟道IGBT的电路图符号及其等效电路。在IGBT的等效电路中,我们可以看到其由栅极(G)、集电极(C)和发射极(E)三个主要电极组成。当栅极电压超过一定阈值时,IGBT开始导通,允许电流从集电极流向发射极。这一过程中,IGBT的导通压降和开关速度等性能参数都发挥着重要作用。
在N沟道IGBT中,当栅极相对于发射极施加正电压VGE时,例如15V,IGBT的工作原理与MOSFET类似,MOSFET开通,那么PNP晶体管基极被拉低,集电极与发射极之间将导通,此时集电极电流IC会源源不断地流向发射极。
为了更直观地理解IGBT的内部结构和工作原理,我们可以参考下图的IGBT半导体结构示意图以及对应的等效电路图。图中,蓝色箭头(->)表示集电极电流IC的流动方向,我们可以将其与旁边的等效电路图进行对比,以更深入地理解IGBT的工作原理。

