絕緣柵雙極晶體管(insulated-gate bipolar transistor)結(jié)合了MOSFET與BJT兩者的特性，被使用在高電壓與高電流的交換應(yīng)用上，在許多這樣的應(yīng)用場合中，IGBT被大量地取代了MOSFET與BJT。在學習完本節(jié)后，我們應(yīng)該能夠：解釋IGBT的工作原理；解釋IGBT較MOSFET與BJT的優(yōu)點；辨識IGBT的符號；參與討論IGBT如何被開與關(guān)；說明IGBT的等效電路。
    IGBT是一個具有BJT的輸出導(dǎo)通特性，但卻像MOSFET是電壓控制之元件；在許多高電壓交換應(yīng)用場合是一個非常好的選擇。IGBT具有三個端點：柵極、集電極、發(fā)射極。圖11.42顯示一個常用的電路符號，如圖所示，除了一條粗黑線之外，它類似一個BJT符號；此粗黑線表示MOSFET的柵極端結(jié)構(gòu)，而非BJT的基極。

                    
    IGBT具右MOSFET的輸入特性及BJT的輸出特性，BJT較FET有更高的電流能力，但MOSFET因為絕緣柵極結(jié)構(gòu)的關(guān)系而沒有柵極電流。IGBT具有比MOSFET較低的飽和電壓，其飽和電壓大約與BJT相同。IGBT在一些應(yīng)用上比MOSFET優(yōu)異因為它可以處理的集電極到發(fā)射極電壓高過200V，且當它操作在開啟的狀態(tài)時擁有較小的飽和電壓。IGBT在一些應(yīng)用上也比BJT優(yōu)異因為其切換的速度較快，就切換的速度而論，MOSFET較IGBT快，而BJT是最慢的。表11.1是IGBT、MOSFET、BJT的一般特性比較。

             
    IGBT類似MOSFET是由柵極電壓所控制，實質(zhì)上，一個IGBT可以想象成是一個電壓控制的BJT．但切換速度更快。因為是由絕緣的柵極電壓所控制，IGBT實質(zhì)上幾乎沒有輸入電流，即不需加載驅(qū)動源之電流。圖11. 43表示一個IGBT的簡化等效電路，其輸入的元件是一個MOSFET，而輸出元件是一個雙極性晶體管，當柵極相對于發(fā)射極的電壓低于一個閾值電壓值Vthresh時元件關(guān)閉，增加柵極電壓到超過閾值電壓值時則元件導(dǎo)通。

                   
    如圖11.44紅色部分所示，IGBT的NPNP結(jié)構(gòu)在元件內(nèi)部形成一個寄生晶體管(parasitic transistor)及一個繼承的寄生電阻(parasitic resistance)，這些寄生的元件在平常工作時并沒有作用，但是，在圖11. 44中，若其最大的集電極電流超過某種特定情況，此一寄生晶體管QP將被開啟并有效地聯(lián)合Q1，而形成一個寄生的晶閘管，此時將發(fā)生一個閂鎖狀況。在此一閂鎖狀態(tài)，元件將維持在開啟的狀態(tài)而不為柵極電壓所控制，UC2844BN 維持元件工作在一個指定的限制條件內(nèi)即可以避免栓鎖狀態(tài)。