IGBT工作原理與MOSFET的關聯

更新時間：2023-07-03

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IGBT工作原理與(yu) MOSFET的關(guan) 聯

IGBT（InsulatedGateBipolarTransistor）中文名為(wei) 絕緣柵雙極晶體(ti) 管，是一種廣泛應用於(yu) 電力電子領域的功率開關(guan) 器件。它結合了MOSFET（金屬-氧化物半導體(ti) 場效應管）和BipolarJunctionTransistor（雙極晶體(ti) 管）的優(you) 點，具有高頻率、低開關(guan) 損耗和高電流承載能力等特點。

首先，讓我們(men) 來了解一下IGBT的工作原理。IGBT由N溝道MOSFET和PNP型雙極晶體(ti) 管組成。在電路中，N溝道MOSFET被用作控製器，負責開關(guan) 操作，而PNP型雙極晶體(ti) 管則負責承載高電流。IGBT工作的過程分為(wei) 四個(ge) 階段：關(guan) 斷、軟關(guan) 、導通和飽和。

在關(guan) 斷階段，IGBT的控製端施加一個(ge) 負電壓，使得N溝道MOSFET中的細導電子呈離態。此時，由控製端進入的電流很小，IGBT處於(yu) 關(guan) 斷狀態。

接下來，在軟關(guan) 階段，當N溝道MOSFET控製端施以正電壓時，其細導電子會(hui) 從(cong) P溝道進入N溝道，形成一個(ge) PN結，使IGBT處於(yu) 軟關(guan) 狀態。軟關(guan) 狀態下，PNP型雙極晶體(ti) 管濃度調製，逐漸接近導通狀態。

當控製端施加足夠正電壓時，IGBT進入導通狀態。這時，N溝道MOSFET的導電子在控製下形成了一個(ge) 低阻抗通道，使得高電流可以流經PNP型雙極晶體(ti) 管。IGBT在此階段消耗的功率很小，具有低開關(guan) 損耗的特點。

最後，在飽和階段，N溝道MOSFET導通電子的數量達到最大值，同時PNP型雙極晶體(ti) 管也承載著最大電流。在此狀態下，IGBT能夠穩定工作，並將高電流傳(chuan) 輸到負載中。

與(yu) MOSFET相比，IGBT的主要優(you) 勢在於(yu) 其能夠承載更高的電流。MOSFET的柵極-漏極電容會(hui) 限製其電流承載能力，因此在功率電子應用中一般用作低功率開關(guan) 。而IGBT則通過結合PNP型雙極晶體(ti) 管的高電流承載特性，兼具了MOSFET的高頻率和低開關(guan) 損耗特性。

另一方麵，IGBT與(yu) MOSFET還有一些共同點。它們(men) 都是可控的開關(guan) 設備，它們(men) 的導通和關(guan) 斷都取決(jue) 於(yu) 控製電壓的施加。此外，它們(men) 都屬於(yu) 半導體(ti) 器件，依靠半導體(ti) 材料在不同控製狀態下的電場效應來改變電流流動。

總之，IGBT是一種結合了MOSFET和雙極晶體(ti) 管的功率開關(guan) 器件，具有高電流承載能力、低開關(guan) 損耗和高頻率等特點。與(yu) MOSFET相比，IGBT能夠在高功率應用中更好地工作，並廣泛用於(yu) 電力電子領域。

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