IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor),絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和M0S(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有M0SFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；M0SFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開(kāi)關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。非常適合應(yīng)用于直流電壓為600V及以上的變流系統(tǒng)如交流電機(jī)、變頻器、開(kāi)關(guān)電源、照明電路、牽引傳動(dòng)等領(lǐng)域。

N溝道增強(qiáng)型絕緣柵雙極晶體管結(jié)構(gòu)，N+區(qū)稱為源區(qū)，附于其上的電極稱為源極。P+區(qū)稱為漏區(qū)。器件的控制區(qū)為柵區(qū)，附于其上的電極稱為柵極。溝道在緊靠柵區(qū)邊界形成。在漏、源之間的P型區(qū)（包括P+和P—區(qū)）（溝道在該區(qū)域形成），稱為亞溝道區(qū)（Subchannelregion)。而在漏區(qū)另一側(cè)的P+區(qū)稱為漏注入?yún)^(qū)（Draininjector)，它是IGBT特有的功能區(qū)，與漏區(qū)和亞溝道區(qū)一起形成PNP雙極晶體管，起發(fā)射極的作用，向漏極注入空穴，進(jìn)行導(dǎo)電調(diào)制，以降低器件的通態(tài)電壓。附于漏注入?yún)^(qū)上的電極稱為漏極。

IGBT的開(kāi)關(guān)作用是通過(guò)加正向柵極電壓形成溝道，給NPN晶體管提供基極電流，使IGBT導(dǎo)通。反之，加反向門(mén)極電壓消除溝道，切斷基極電流，使IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動(dòng)方法和M0SFET基本相同，只需控制輸入極N—溝道M0SFET，所以具有高輸入阻抗特性。當(dāng)M0SFET的溝道形成后，從P+基極注入到N—層的空穴（少子），對(duì)N—層進(jìn)行電導(dǎo)調(diào)制，減小N—層的電阻，使IGBT在高電壓時(shí)，也具有低的通態(tài)電壓。

工作特性：

靜態(tài)特性：IGBT的靜態(tài)特性主要有伏安特性、轉(zhuǎn)移特性和開(kāi)關(guān)特性。

IGBT的伏安特性是指以柵源電壓Ugs為參變量時(shí)，漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系曲線。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs的控制，Ugs越高，Id越大。它與GTR的輸出特性相似.也可分為飽和區(qū)1、放大區(qū)2和擊穿特性3部分。在截止?fàn)顟B(tài)下的IGBT，正向電壓由J2結(jié)承擔(dān)，反向電壓由J1結(jié)承擔(dān)。如果無(wú)N+緩沖區(qū)，貝IJ正反向阻斷電壓可以做到同樣水平，加入N+緩沖區(qū)后，反向關(guān)斷電壓只能達(dá)到幾十伏水平，因此限制了IGBT的某些應(yīng)用范圍。

IGBT的轉(zhuǎn)移特性是指輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關(guān)系曲線。它與M0SFET的轉(zhuǎn)移特性相同，當(dāng)柵源電壓小于開(kāi)啟電壓Ugs(th)時(shí)，IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。在IGBT導(dǎo)通后的大部分漏極電流范圍內(nèi)，Id與Ugs呈線性關(guān)系。柵源電壓受漏極電流限制，其值一般取為15V左右。

IGBT的開(kāi)關(guān)特性是指漏極電流與漏源電壓之間的關(guān)系。IGBT處于導(dǎo)通態(tài)時(shí)，

由于它的PNP晶體管為寬基區(qū)晶體管，所以其B值極低。盡管等效電路為達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，但流過(guò)M0SFET的電流成為IGBT總電流的主要部分。此時(shí)，通態(tài)電壓Uds(on)可用下式表示系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

為保證IGBT可靠工作，其驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)滿足如下要求：

(1)動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，能為IGBT柵極提供驅(qū)動(dòng)脈沖，使IGBT迅速導(dǎo)通。

(2)能向IGBT提供適當(dāng)?shù)恼蚱珘汉妥銐虻姆聪蚱珘海笽GBT可靠的開(kāi)通和關(guān)斷，一般取正偏電壓為+15V，反偏電壓為-10V為宜。

(3)有足夠的輸入輸出電氣隔離能力，使信號(hào)電路與柵極驅(qū)動(dòng)電路隔離，且具有靈敏的短路、過(guò)流保護(hù)功能。

其中NEC-PS2501-1是高速光耦，用于實(shí)現(xiàn)輸入輸出信號(hào)的電氣隔離，Q4,Q5組成功率放大電路，采用+15V和-10V雙電源供電，保證正負(fù)偏壓滿足要求。