IGBT是一种适合高电压、大电流应用的理想晶体管。IGBT的额定电压范围为400V至2000V,额定电流范围为5A至1000A,IGBT广泛用于工业应用(例如,逆变器系统和不间断电源(UPS))、消费类应用(例如,空调和电磁炉),以及车载应用(例如,电动汽车(EV)电机控制器)。
作为新型功率半导体器件的主流器件,IGBT已广泛应用于工业、4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域,以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。
IGBT模块是由IGBT与FWD(续流二极管芯片)通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品,具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点。IGBT是能源转换与传输的核心器件,是电力电子装置的“CPU” 。采用IGBT进行功率变换,能够提高用电效率和质量,具有节能和绿色环保的特点,是解决能源短缺问题和降低碳排放的关键支撑技术。
在IGBT使用过程中,可以通过控制其集-射极电压UCE和栅-射极电压UGE的大小,从而实现对IGBT导通/关断/阻断状态的控制。
1)当IGBT栅-射极加上加0或负电压时,MOSFET内沟道消失,IGBT呈关断状态。
2)当集-射极电压UCE<0时,J3的PN结处于反偏,IGBT呈反向阻断状态。
3)当集-射极电压UCE>0时,分两种情况:
若栅-射极电压UGE<Uth,沟道不能形成,IGBT呈正向阻断状态。
若栅-射极电压UGE>Uth ,栅极沟道形成,IGBT呈导通状态(正常工作)。此时,空穴从P+区注入到N基区进行电导调制,减少N基区电阻RN的值,使IGBT通态压降降低。