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绝缘栅双极晶体管的结构和工作原理
发布时间：2017-06-15 点击次数：次
GTR和GTO是双极型电流驱动器件，由于具有电导调制效应，其通流能力很强，但开关速度较低，所需驱动功率大，驱动电路复杂。而电力MOSFET是单极型电压驱动器件，开关速度快，输入阻抗高，热稳定性好，所需驱动功率小而且驱动电路简单。绝缘栅双极晶体管（Insulated-gateBipolar Transistor——IGBT或IGT）综合了GTR和MOSFET的优点，因而具有良好的特性。
IGBT的结构和工作原理
（1）IGBT的结构
1.是三端器件，具有栅极G、集电极C和发射极E。
2.由N沟道VDMOSFET与双极型晶体管组合而成的IGBT，比VDMOSFET多一层P+注入区，实现对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流能力。
3.简化等效电路表明，IGBT是用GTR与MOSFET组成的达林顿结构，相当于一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。
IGBT的结构、简化等效电路和电气图形符号a) 内部结构断面示意图 b) 简化等效电路 c) 电气图形符号
（2）IGBT的工作原理
1.IGBT的驱动原理与电力MOSFET基本相同，是一种场控器件。
2.其开通和关断是由栅极和发射极间的电压UGE决定的。
√当UGE为正且大于开启电压UGE(th)时，MOSFET内形成沟道，并为晶体管提供基极电流进而使IGBT导通。
√当栅极与发射极间施加反向电压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，使得IGBT关断。
3.电导调制效应使得电阻RN减小，这样高耐压的IGBT也具有很小的通态压降。
IGBT的结构和工作原理
（1）IGBT的结构
1.是三端器件，具有栅极G、集电极C和发射极E。
2.由N沟道VDMOSFET与双极型晶体管组合而成的IGBT，比VDMOSFET多一层P+注入区，实现对漂移区电导率进行调制，使得IGBT具有很强的通流能力。
3.简化等效电路表明，IGBT是用GTR与MOSFET组成的达林顿结构，相当于一个由MOSFET驱动的厚基区PNP晶体管。
IGBT的结构、简化等效电路和电气图形符号a) 内部结构断面示意图 b) 简化等效电路 c) 电气图形符号
1.IGBT的驱动原理与电力MOSFET基本相同，是一种场控器件。
2.其开通和关断是由栅极和发射极间的电压UGE决定的。
√当UGE为正且大于开启电压UGE(th)时，MOSFET内形成沟道，并为晶体管提供基极电流进而使IGBT导通。
√当栅极与发射极间施加反向电压或不加信号时，MOSFET内的沟道消失，晶体管的基极电流被切断，使得IGBT关断。
3.电导调制效应使得电阻RN减小，这样高耐压的IGBT也具有很小的通态压降。
