IGBT，是半导体材料器件的一种，关键用以电动式车子、铁路机车及动车组列车的交流电流电机的輸出操纵。传统式的BJT导通电阻器小，可是驱动器电流大，而MOSFET的导通电阻器大，却拥有 驱动器电流小的优势。IGBT更是融合了这二者的优势：不但驱动器电流小，导通电阻器也很低。这类晶体管融合了氢氧化物半导体材料场效晶体管（MOSFET）的高电流单栅操纵特性及双旋光性晶体管的低饱和状态工作电压的工作能力，在单一的IGBT器件里，会通过把一个防护的场效晶体管（FET）融合，做为其操纵键入，并且以双旋光性晶体管作电源开关。

绝缘层栅双极晶体管其基础包裝为三个节点的输出功率级半导体材料元器件，其特性为效率高及转换速度更快，为改进输出功率级BJT运行的工作中情况而问世。

IGBT融合了场效晶体管栅极易驱动器的特性与双旋光性晶体管耐高温电流与低导通工作电压损耗特性，IGBT一般用以中高容输出功率场所，如转换式直流开关电源、电机操纵与电磁灶。大中型的IGBT摸组运用于百余安培与六千安培的供电系统行业，其摸组內部包括多个单一IGBT元器件与维护电源电路。

IGBT为近数十年创造发明物质，第一代IGBT商品于1980年代与1990年前期，但其转换速率不悦且电源开关截至的时候容易造成拴锁状况与二次奔溃状况，第二代IGBT商品便有非常大的进度，第三代IGBT商品为现阶段流行，其转换速率直追输出功率级MOSFET的速率而且在工作电压电流容积上面有非常大的发展。

基本原理 IGBT是强电流、髙压运用和迅速智能终端用竖直输出功率MOSFET的自然进化。因为完成一个较高的击穿场强BVDSS必须一个源漏沟道，而这一断面却具备很高的电阻，因此导致输出功率MOSFET具备RDS(on)标值高的特点，IGBT清除了目前输出功率MOSFET的这种关键缺陷。尽管全新一代输出功率MOSFET 器件大幅改善了RDS(on)特性，可是在高抗压的器件上，输出功率导通耗损依然要比IGBT 技术性高于许多 。较低的损耗，转化成一个低VCE(sat)的工作能力，及其IGBT的构造，同一个规范双极器件对比，可适用高些电流相对密度，并简单化IGBT控制器的电路原理图。

IGBT单晶硅片的构造与输出功率MOSFET的构造十分相似，关键差别是IGBT提升了P 衬底和一个N 缓存层(NPT-非离断-IGBT技术性沒有提升这一一部分)。如等效电路图所显示(图1)，在其中一个MOSFET驱动器2个双极器件。衬底的运用在管身的P 和N 区中间建立了一个J1结。 当正栅偏压使栅极下边逆变技术P基区时，一个N断面产生，另外出現一个电子流，并彻底依照功 MOSFET的方法造成一股电流。假如这一电子流造成的工作电压在0.7V范畴内，那麼，J1将处在顺向偏压，一些空穴引入N-区域内，并调节阳阴极中间的电阻，这类方法减少了输出功率导通的总耗损，并起动了第二个正电荷流。最终的結果是，在半导体材料层级内临时性出現二种不一样的电流拓扑结构：一个电子流(MOSFET 电流)；空穴电流(双极)。

当在栅极释放一个负偏压或栅放低于门限制值时，断面被严禁，沒有空穴引入N-区域内。在一切状况下，假如MOSFET电流在电源开关环节快速降低，集电极电流则慢慢减少，这是由于换相刚开始后，在N层内还存有极少数的载流子(少子)。这类残留电流值(尾流)的减少，彻底在于关闭时正电荷的相对密度，而相对密度又与几类要素相关，如夹杂质的总数和拓扑结构，层级薄厚和溫度。少子的衰减系数使集电极电流具有明显性尾流波型，集电极电流造成下列难题：功能损耗上升；交叉式导通难题，特别是在应用续流二极管的机器设备上，难题更为显著。

由于尾流与少子的资产重组相关，尾流的电流值应与处理芯片的溫度、IC 和VCE息息相关的空穴移动化有紧密的关联。因而，依据所做到的溫度，减少这类功效在智能终端设计方案上的电流的不理想化效用是行得通的。

当集电极被释放一个反方向工作电压时， J1 便会遭受反方向偏压操纵，耗尽层则会向N-区拓展。因过少地减少这一方面的薄厚，将没法获得一个合理的阻隔工作能力，因此 ，这一体制十分关键。另一方面，假如过地面提升这一地区规格，便会持续地提升 损耗。 第二点清晰地表明了NPT器件的损耗比等效电路(IC 和速率同样) PT 器件的损耗高的缘故。

当栅极和发射极接线并在集电极接线端子释放一个正工作电压时，P/N J3结受反方向工作电压操纵。这时，依然是由N漂移区中的耗尽层承担外界释放的工作电压。

IGBT在集电极与发射极中间有一个内寄生PNPN双向晶闸管，如图所示1所显示。在独特标准下，这类内寄生器件会导通。这类状况会使集电极与发射极中间的电流量提升，对等效电路MOSFET的控制力减少，一般还会继续造成器件穿透难题。双向晶闸管导通状况被称作IGBT闩锁，具体地说，这类缺点的缘故互相同样，与器件的情况有密切相关。一般状况下，静态数据和动态性闩锁有以下关键差别：

当双向晶闸管所有导通时，静态数据闩锁出現。 只在关闭时才会出現动态性闩锁。这一独特状况比较严重地限定了安全性实际操作区 。 为避免 内寄生NPN和PNP晶体管的危害状况，必须采用下列对策： 避免 NPN一部分接入，各自更改合理布局和夹杂等级。 减少NPN和PNP晶体管的总电流增益值。 除此之外，闩锁电流对PNP和NPN器件的电流增益值有一定的危害，因而，它与结温的关联也十分紧密；在结柔和增益值提升 的状况下，P基区的电阻会上升，毁坏了总体特性。因而，器件生产商务必留意将集电极较大 电流值与闩锁电流中间维持一定的占比，一般占比为1：5。