绝缘栅极双极型晶体管（）

    

    1.IGBT结构

    如图3-2所示，GTR由N＋、P、N-、N＋四层半导体组成，无SiO2绝缘层；P-MOSFET由N＋、P、N-、N＋四层半导体组成，但有SiO2绝缘层；IGBT由N＋、P、N-、N＋、P＋五层半导体组成，也有SiO2绝缘层；图中黑色箭头代表正电子，白箭头代表负电子，仅有电子流动的为单极性管，有正负电子流动的为双极性管。

    

图3-2　电力电子元件结构

（a）GTR；（b）P-MOSFET；（c）IGBT

    2.IGBT端子和导通原理

    IGBT的工作原理是GTR和P-MOSFET工作原理的复合。

    GTR有C（collector集电极）、B（base基极）、E（emitter发射极）三个电极，在图3-2中GTR的BE间通过一个小电流，则在CE间有大电流流过，是电流放大电流的器件。

    P-MOSFET有D（drainage漏极）、G（gate栅极）、S（source源极）三个电极，在图3-2中P-MOSFET的GS间施加一个电压，则在DS间有大电流流过，是电压放大电流的器件。

    IGBT有C（collector集电极）、G（gate栅极）、E（emitter发射极）三个电极，在图3-2中IGBT的GE间施加一个电压，则在CE间有大电流流过，是电压放大电流的器件。

    IGBT是通过栅极驱动电压来控制开关晶体管的，工作原理同P-MOSFET相似。GTR饱和压降低、载流密度大，但驱动电流也较大。P-MOSFET驱动功率很小、开关速度快，但导通压降大、载流密度小。IGBT综合了GTR和P-MOSFET两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。

    3.IGBT模块

    图3-3所示为两单元IGBT功率模块，在模块内部有两个IGBT功率开关。

    

图3-3　两单元IGBT功率模块