IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一種功率半導體器件，它結合了MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）和普通雙極型晶體管的優點。IGBT通常用于控制高功率電流和電壓的電路中，例如交流電機驅動、變頻器、電力傳輸系統等。

IGBT的分類及功能

這種器件在電力電子領域扮演著至關重要的角色，特別是在直流電壓為600V及以上的變流系統中，如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等。

IGBT的分類方式多種多樣，以下是一些主要的分類方法：

按功率分類：

小功率IGBT：通常用于家電等低壓應用場合。

中功率IGBT：常用于工業自動化、新能源等領域。

大功率IGBT：則主要用于電力變換器等高壓場合。

按封裝形式分類：

TO-247封裝：最常見的封裝形式，適用于大多數應用場景。

DPAK封裝和D2PAK封裝：也是常見的封裝方式。

按產品類型分類：

IGBT單管：封裝規模較小，通常指封裝單顆IGBT芯片，電流較小，適用于消費、工業家電領域。

功率集成（IPM）：指把IGBT模塊加上散熱器、電容等外圍組件，組成一個功能較為完整和復雜的智能功率模塊，主要應用于變頻空調、變頻洗衣機等白色家電。

標準模塊：主要應用于大功率工業變頻器、電焊機、新能源汽車等領域。

IGBT的主要功能在于其能夠作為全控器件，即可以觸發導通，也可以觸發關斷。這使得IGBT在電能變換和控制中起到關鍵作用。此外，IGBT還具有輸入阻抗高、開關速度快等優點，使得其在各種電力電子應用中都能發揮出色性能。

IGBT的工作原理類似于雙極型晶體管，但它還具有MOSFET的控制特性。IGBT的結構包括一個P型襯底，兩個N型區域和一個PN結。在正向電壓作用下，PN結導通，形成導通狀態；而在反向電壓作用下，PN結截止，形成阻斷狀態。通過控制門極電壓，可以精確地控制IGBT的導通和截止，從而實現對電路的精確控制。

IGBT最主要的作用就是把高壓直流變為交流，以及變頻（所以用在電動車上比較多）。

IGBT的工作原理

忽略復雜的半導體物理推導過程，下面是簡化后的工作原理。

IGBT有N溝道型和P溝道型兩種，主流的N溝道IGBT的電路圖符號及其等效電路如下：

隨著技術的發展，IGBT在材料、制造工藝和應用領域等方面都在不斷創新和進步。未來，IGBT有望在更多領域發揮更大的作用，推動電力電子技術的進一步發展。

IGBT的種類繁多，功能和應用場景各異，選擇適合的IGBT類型需要綜合考慮其特性、性能以及使用場景等因素。

審核編輯：黃飛