介绍：因为IGBT具有简单的门极驱动和较低的导通损耗，所以在大电流和大电压的应用场合中它迅速取代了双极性功率晶体管。而且它在开关速度，导通损耗和耐用上的良好的折衷使得它在高频和高效领域中能逐步替代MOSFET的位置。实际上，除了十分低电流的应用，工业生产的趋势是用IGBT取代功率MOSFET。为了帮助理解折中和帮助电路设计人员更好的选取和应用IGBT，这个应用文件提供了一个简单的IGBT技术的介绍和APTIGBT的数据表。怎样选择IGBT这个部分被专门放在技术文章之前。下列棘手的问题的答案将帮助确定那些IGBT适合于特别的应用。在NPT和PT之间的不同过会儿以使用条件和图的形式解释。1．工作电压是多少？使得阻断IGBT的最高电压应该不大于VCES的80%2．它是硬开关还是软开关？因为他们拖尾电流较小，所以PT更适合于软开关，但NPT也可工作于软开关。3．流过它的电流是多大？前两数字给出一个可用的电流的大概的指标。在硬开关应用中，频率-电流曲线将有助于决定该器件是否适合该应用。数据表中的测试条件和实际应用中的不同应该被考虑在内。使用的示例将稍后给出。在软开关应用中，应该将IC2作为起始点。4．希望的开关速度是多少？如果答案是越快越好的话，那么PT就是最好的选择。另外，在硬开关应用中频率-电流曲线将有助于解决这个问题。5．短路能力能达到要求么？在类似于电机驱动的应用中，答案是肯定的，而且此时开关频率相对较低。NPT是达到要求的。开关电源一般不要求短路能力。图1N-沟道IGBT横断面一个N-沟道的IGBT是在N-沟道功率MOSFET基础上构造出一个p类型衬底。象图1中所显示的一般的IGBT横断面那样。（PTIGBT是另外加了一层n+）。结果上，IGBT的工作特性和功率MOSFET是十分类似的。发射极和门极的正电压使得电子能在体区中向门极流动。如果门极-发射极电压等于或大于阀电压，那么将有足够多的电子穿过截面聚集到门极形成导通沟道，使得电流从集电极流到发射极（精确的说，是允许电子从发射极流到集电极）。而电子的流动使得正离子（空穴）从p类型的衬底向发射极方向进入漂流区。这使得IGBT的等效电路如图2。图2IGBT等效电路第一个电路表示是在一个达林顿构造中用一个N-沟道的功率MOSFET来驱动一个PNP双极型晶体管。第二个电路简单的表示为一个二极管和一个N-沟道的功率MOSFET串联。大概看一下，IGBT自身的导通压降是一个二极管的压降加上一个N-沟道的功率MOSFET的压降。而实际上IGBT的导通压降总是至少等于一个二极管的压降。然而，和功率MOSFET相比，在相同体积，相同温度和电流下，IGBT有较低的导通压降。原因是因为MOSFET的主要载流子只有一种，象N-沟道的MOSFET的载流子只有电子。就象前面所提到的，在N沟道的IGBT中p类型的衬底将空穴注入到漂移区。因此，IGBT的电流是由电子和空穴构成的。空穴（少子）的注入显著的减少了漂移区的阻抗，增加了电导。所以，IGBT与功率MOSFET相比最大的优点就是减少了导通压降天下没有免费的午餐，低导通压降的代价是降低了开关速度，尤其是关断时间。这是因为在关断时电子突然停止流动是通过门极和发射极的电压小于阀值电压来实现的。但是，空穴在漂移区中，是没有办法将它们移走的，除了电压梯度和空穴的重新复合。IGBT在关断时有一个拖尾电流，直到所有的空穴被移走或复合。复合率是可以控制的，即n+耗尽层的目的，如图1。耗尽层在关断时快速的吸收空穴。并不是所有的IGBT都有n+耗尽层，含有的称之为PT，不含有的称之为NPT，PTIGBT一般被归结为不对称型，NPTIGBT一般被归结为对称型。另一个代价是当IGBT不在数据表所规定的范围内工作时会发生擎住效应。它是一种错误模式，此时IGBT不再能门极关断了。当任何IGBT被误用时都有可能发生擎住效应。因而，它可以解释一些问题基本的IGBT类似于一个晶体管，称之为PNPN结。这个可以通过分析更详细的电路模型来解释，如图3。图3类似于晶体管的IGBT模型在所有的N沟道的MOSFET和N沟道的IGBT中都存在一个寄生的NPN。晶体管的基极是IGBT中的体区，为防止它开通，用发射极将PN结短路。要注意的是，模块中含有一些称之为扩展电阻的阻抗，如图3。IGBT中PNP部分是由P型衬底，漂移区和体区构成。PNPN...