绝缘栅双极晶体管

绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 是一种三端功率半导体器件，主要用作电子开关，随着它的开发，它结合了高效率和快速开关。 它由四个交替层 (P–N–P–N) 组成，这些层由金属氧化物半导体 (MOS) 栅极结构控制。

IGBT的结构虽然在拓扑结构上与带MOS栅极的晶闸管相同，但完全抑制了晶闸管动作，在整个器件工作范围内只允许晶体管动作。 它用于大功率应用中的开关电源：变频驱动器 (VFD)、电动汽车、火车、变速冰箱、电灯镇流器、弧焊机、电磁炉和空调。

由于IGBT被设计成快速导通和关断，可以通过脉宽调制和低通滤波器合成复杂的波形，因此它也被用于音响系统和工业控制系统中的开关放大器。 在开关应用中，现代设备的脉冲重复率很好地进入超声波范围频率，这至少比设备用作模拟音频放大器时处理的音频频率高十倍。 截至 2010 年，IGBT 是仅次于功率 MOSFET 的第二大使用最广泛的功率晶体管。

IGBT 单元的构造类似于 n 沟道垂直结构功率 MOSFET，只是 n+ 漏极被 p+ 集电极层取代，从而形成垂直 PNP 双极结晶体管。这个额外的 p+ 区域创建了 PNP 双极的级联连接 结型晶体管与表面 n 沟道 MOSFET。

该器件结构被称为漏极V型槽MOSFET器件 该区域在本文中被 p 型阳极区域取代，随后被替换为绝缘栅整流器 (IGR)、绝缘栅晶体管 (IGT)、电导率调制场效应晶体管 (COMFET) 和双极模式 MOSFET。

四层器件（SCR）中的IGBT工作模式在集电极电流超过闩锁电流时切换到晶闸管工作，称为保持 目前在众所周知的晶闸管理论中。

IGBT 的发展特点是努力完全抑制晶闸管操作或四层器件中的闩锁，因为闩锁会导致致命的器件故障。 因此，当寄生晶闸管的闭锁被完全抑制时，IGBT 就已经建立，如下所述。

该专利声称在任何设备运行条件下都不会发生晶闸管动作。

本发明的特点是器件设计将器件饱和电流设定在闩锁电流以下，从而触发寄生晶闸管。 本发明首次实现了对寄生晶闸管动作的完全抑制，因为xxx集电极电流受饱和电流限制，从未超过闭锁电流。 非闩锁型IGBT器件设计理念发明后，IGBT迅速发展，非闩锁型IGBT设计成为事实上的标准，非闩锁型IGBT专利成为IGBT基础专利 实际设备。