IGBT的简介及原理

IGBT，即绝缘栅双极晶体管（Insulate-Gate Bipolar Transistor）是结合了电力晶体管（Giant Transistor—GTR）和电力场效应晶体管（Power MOSFET）的优点，具有良好的特性，应用领域很广泛。

IGBT也是有三个引脚的器件，三个引脚分别是：栅极G，集电极C和发射极E。IGBT 可以看作 BJT 和 MOS 管的融合体，IGBT具有 MOS 的输入特性和BJT 管的输出特性。与 BJT 或 MOS管相比， IGBT 的优势在于它提供了比标准双极型晶体管更大的功率增益，以及更高的工作电压和更低的 MOS 管输入损耗。IGBT 主要用于放大器，用于通过脉冲宽度调制 (PWM) 切换/处理复杂的波形。

IGBT本质上就是一个电子开关，当我们给G极高电平，它就导通了，相当于开关闭合；当我们给G极低电平，它就会截止，相当于开关断开。看到G极，C极，E极大家是不是感到非常熟悉？是的，G极，即是MOS管的栅极G极；C极和E极分别是三极管的集电极C极和发射极E极，因为IGBT内部结构是结合了MOS管的低驱动电流特性，三极管低导通电阻这些优势，MOS管是电场驱动器件，当MOS管导通时，它的G极、S极几乎相当于断路，电流极小，所以说MOS管的驱动电流低；三极管饱和导通时，它的C极、E极电阻很小，所以说三极管的导通电阻低，所以IGBT的等效电路符号是集MOS管和三极管两者于一身，当我们给G极低电平时，IGBT就截止，当给G极高电平时，MOS管先导通，然后三极管的C极、E极形成了电流，所以IGBT就导通了，这个就是IGBT的工作原理。

IGBT 是电压控制器件，因此它只需要一个很小的电压到栅极即可保持导通状态。由于是单向器件， IGBT 只能在从集电极到发射极的正向切换电流。IGBT的典型开关电路如下所示，栅极电压 VG施加到栅极引脚以从电源电压 V+ 切换电机 (M)。电阻 Rs 大致用于限制通过电机的电流。

●  导通时间（ t on）：通常由延迟时间 (t dn ) 和上升时间 (t r ) 两部分组成。

●  延迟时间（t dn )：定义为集电极电流从漏电流 ICE上升到 0.1 IC（Zui终集电极电流）和集电极发射极电压从 VCE下降到 0.9VCE的时间。

●  上升时间（ r )：定义为集电极电流从 0.1 IC上升到 IC以及集电极-发射极电压从 0.9V CE下降到 0.1 VCE的时间。

●  关断时间（ t off）：由三个部分组成，延迟时间 (t df )、初始下降时间 (t f1 ) 和Zui终下降时间 (t f2 )。

●  延迟时间（t df )：定义为集电极电流从 IC下降到 0.9 IC并且 V CE开始上升的时间。

●  初始下降时间（t f1 )：是集电极电流从 0.9 I C下降到 0.2 IC并且集电极发射极电压上升到 0.1 VCE的时间。

●  Zui终下降时间（t f2 )：定义为集电极电流从 0.2 I C下降到 0.1 IC并且 0.1V CE上升到Zui终值 VCE的时间。