igbt器件的結構特點和工作原理

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）即絕緣柵雙極晶體管，是一種半導體功率開關器件。它具有MOSFET的高輸入阻抗和bipolar晶體管的低導通電阻的優點，因此在高壓、高電流、高頻率的功率電子應用中得到廣泛應用。下面我們來了解一下IGBT的結構特點和工作原理。

一、結構特點

IGBT的結構主要由PNP型bipolar晶體管和N型MOSFET晶體管組成。IGBT的結構與普通的雙極晶體管相似，但是在兩個P型區之間插入了一個N型區，形成了PNP-N-MOSFET的結構。與MOSFET相似的是，IGBT的控制端也是一個柵極，控制端與管子之間有一個絕緣層隔離。與雙極晶體管相似的是，控制端的電壓可以控制管子的導通和截止。IGBT的結構如下圖所示：


二、工作原理

當控制端施加正向電壓時，柵極與源極之間形成一個電場，將N型區中的電子向P型區注入，使得P型區中的空穴增多，形成一個P型管子。當P型管子接通后，沿著N型區的電子開始注入P型區，形成一個電流放大效應，使得整個器件的電流增大。此時，IGBT的導通電阻較低，可以承受較大的電流。

當控制端施加負向電壓時，柵極與源極之間的電場消失，P型管子中的電子和空穴會重新組合，使得P型管子截止。此時，整個器件的電流減小，IGBT的導通電阻增大。

因此，IGBT的導通和截止可以通過控制端的電壓來實現，且控制端的電流非常小，因此可以實現高效率的功率控制。

總之，IGBT器件具有高性能、高可靠性、低開關損耗、阻止反并聯二極管的正向導通等特點，是大功率電子應用中的重要器件。