IGBT的结构简述 IGBT驱动电路的作用及基本特点

IGBT，中文名称绝缘栅双极型晶体管，是由双极型三极管和绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有金氧半场效晶体管的高输入阻抗和电力晶体管的低导通压降两方面的优点。

IGBT的基本开关原理体现在单极型的MOS栅结构和双极型PNP晶体管的相互作用。参照图1所示的基本结构和等效电路。

图1 IGBT等效电路

IGBT的结构

左边所示为一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构， N+区称为源区，附于其上的电极称为源极(即发射极E)。N基极称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极(即门极G)。沟道在紧靠栅区边界形成。在C、E两极之间的P型区(包括P+和P-区)(沟道在该区域形成)，称为亚沟道区(Subchannel region)。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区(Drain injector)，它是IGBT特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极(即集电极C)。图2为IGBT结构图

图2 IGBT结构图

IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP(原来为NPN)晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT关断。IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N-沟道MOSFET，所以具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后，从P+基极注入到N-层的空穴(少子)，对N-层进行电导调制，减小N-层的电阻，使IGBT在高电压时，也具有低的通态电压。

IGBT驱动电路的作用及基本特点

驱动电路的作用是将微处理器输出的脉冲进行功率放大，以驱动IGBT，保证IGBT的可靠工作。驱动电路有着至关重要的作用，IGBT驱动电路有以下基本特点：

(1)提供适当的正向和反向输出电压，使IGBT可靠的开通和关断。

(2)提供足够大的瞬时电流或瞬态功率，使IGBT能迅速建立栅控电场而导通。

(3)具有尽可能小的输入输出延迟时间，以提高工作效率。

(4)具有足够高的输入输出电气隔离性能，使信号电路与栅极驱动电路绝缘。

(5)具有灵敏的过流保护能力。

综合整理自百度百科、石家庄祁创电子、三菱电机半导体