绝缘栅双极型晶体管（IGBT）：特性与主要参数

2025-09-29 理论教育版权反馈

【摘要】：绝缘栅双极型晶体管是一种电流控制器件。IGBT是在MOSFET的PN结层面上再焊接一层PN结，结的层数加多，而且传导面积加大，使P区向N区发射的载流子增多，而且载流子在缓冲区停留的时间缩短，这就是它的电流密度大、击穿电压高、导通电阻低的原因。表2-1 MOSFET与IGBT的特性比较

绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT）是一种电流控制器件。为了提高IGBT工作频率，设计电路时，工作在准饱和状态，所谓准饱和状态是指工作点在深饱和与放大区之间一个区域。若准饱和区工作电流增益开始下降，但电路依然是源极处于正偏置，漏极处于反偏置，这样开关速度大大提高。

IGBT是一种大电流密度、电压激励场效应控制器件，是美国GE公司于20世纪90年代中期推出的耐高压、大电流模块化可控的第三代产品。它最高耐压可达1800V、电流容量达450A、关断时间低于0.2μs，在电力、通信领域得到广泛应用。

其主要性能如下：

1）电流密度大，是MOSFET的几十倍。

2）输入阻抗高，栅极驱动电流小，驱动电路简单。不需外加限流，防自激振荡，自触发。

3）击穿电压高，安全工作区大，能防止和抑制瞬态干扰时出现的大电流冲击。(https://www.chuimin.cn)

4）导通电阻低。在相等的芯片尺寸和相同V_（BR）DS的条件下，IGBT的导通电阻R_DS（on）只有MOSFET的10%。

5）开关速度快，关断时间短，损耗低。1kV IGBT，它的关断时间只有1μs，一般关断时间只有0.2μs，开关频率为100kHz时，IGBT的功率损耗只有MOSFET的30%。

IGBT是在MOSFET的PN结层面上再焊接一层PN结，结的层数加多，而且传导面积加大，使P区向N区发射的载流子增多，而且载流子在缓冲区停留的时间缩短，这就是它的电流密度大、击穿电压高、导通电阻低的原因。IGBT与一般晶体管的伏安特性曲线一样，有饱和区、阻断区（截止区）、有源区（放大区），如图2-3所示，同样与晶体管的开关波形相似，如图2-6b所示，MOSFET与IGBT的特性比较如表2-1所示。

表2-1 MOSFET与IGBT的特性比较

绝缘栅双极型晶体管（IGBT）：特性与主要参数

相关推荐