IGBT的結(jié)構(gòu)與工作原理

      IGBT也是三端器件，具有柵極G、集電極C和發(fā)射極E。下圖a給出了一種由N溝道VDMOSFET與雙極型晶體管組合而成的ICBT的基本結(jié)構(gòu)。可以看出，IGBT比VDMOSFET多一層P+注人區(qū)，因而形成了一個(gè)大面積的P+N結(jié)J1。這樣使得ICBT導(dǎo)通時(shí)由P+注人區(qū)向N-漂移區(qū)發(fā)射少子，  從而實(shí)現(xiàn)對(duì)漂移區(qū)電導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)制，使得IGBT具有很強(qiáng)的通流能力，解決了在電力MOSFET中無(wú)法解決的N-漂移區(qū)追求高耐壓與追求低通態(tài)電阻之間的矛盾。其簡(jiǎn)化等效電路如圖b所示，由圖可以看出，這是用雙極型晶體管與MOSFET組成的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于一個(gè)由MOSFET驅(qū)動(dòng)的厚基區(qū)PNP晶體管。圖中電阻為晶體管基區(qū)內(nèi)的調(diào)制電阻。因此，IGBT 的驅(qū)動(dòng)原理與電力MOSFET基本相同，是一種場(chǎng)控器件。其開通和關(guān)斷是由柵極和發(fā)射極間的電壓uc決定的，當(dāng)uce為正且大于開啟電壓UCE(u) 時(shí)，MOSFET內(nèi)形成溝道，并為晶體管提供基極電流進(jìn)而使IGBT導(dǎo)通。由于前面提到的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，使得電阻R、減小，這樣高耐壓的IGBT也具有很小的通態(tài)壓降。當(dāng)柵極與發(fā)射極間施加反向電壓或不加信號(hào)時(shí)，MOSFET 內(nèi)的溝道消失，晶體管的基極電流被切斷，使得IGBT關(guān)斷。

       以上所述PNP晶體管與N溝道MOSFET組合而成的IGBT稱為N溝道IGBT,記為N-IC-BT,其電氣圖形符號(hào)如圖c所示。相應(yīng)的還有P溝道IGBT,記為P-IGBT，其電氣圖形符號(hào)與圖c箭頭相反。實(shí)際當(dāng)中N溝道IGBT應(yīng)用較多。

鄭州日佳全數(shù)字感應(yīng)加熱采用的就是英飛凌的N溝道IGBT，其通流能力強(qiáng)，開關(guān)速度塊，熱穩(wěn)定性好，所需驅(qū)動(dòng)功率小，因此安全節(jié)能環(huán)保。目前日佳所有的數(shù)字機(jī)型已全部采用IGBT，并制成淬火機(jī)，中頻爐，退火機(jī)，釬焊機(jī)，高頻爐等機(jī)型。