IGBT（絕緣柵雙極晶體管）是一種半導(dǎo)體器件，具有高輸入阻抗、低導(dǎo)通壓降和高電流容量等特點(diǎn)。它結(jié)合了MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）和BJT（雙極型晶體管）的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力電子轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、可再生能源系統(tǒng)等領(lǐng)域。

IGBT模塊主要包含散熱基板、DBC基板和硅芯片（包括IGBT芯片和Diode芯片）3個(gè)元件，其余主要是焊層和互連線用于連接IGBT芯片、Diode芯片、電源端子、控制端子和DBC（Direct Bond Copper）。

IGBT 剖面圖

IGBT的工作過程可以分為三個(gè)階段：截止?fàn)顟B(tài)、放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)。

截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)IGBT的柵極電壓為負(fù)時(shí)，柵極下方的P型基區(qū)被耗盡，形成一個(gè)阻擋層，阻止了N型發(fā)射區(qū)和P+集電區(qū)之間的電流流動(dòng)。此時(shí)，IGBT處于截止?fàn)顟B(tài)，不導(dǎo)通電流。

放大狀態(tài)：當(dāng)IGBT的柵極電壓逐漸上升至正值時(shí)，柵極下方的阻擋層逐漸變薄，允許更多的電子從N型發(fā)射區(qū)流入P+集電區(qū)。隨著柵極電壓的增加，電子數(shù)量增加，電流逐漸增大。此時(shí)，IGBT處于放大狀態(tài)，導(dǎo)通電流。

飽和狀態(tài)：當(dāng)IGBT的柵極電壓繼續(xù)上升至足夠高的正值時(shí)，柵極下方的阻擋層完全消失，N型發(fā)射區(qū)和P+集電區(qū)之間的電流達(dá)到最大值。此時(shí)，IGBT處于飽和狀態(tài)，導(dǎo)通電流達(dá)到最大值。

IGBT的優(yōu)點(diǎn)是具有較高的輸入阻抗、較低的導(dǎo)通壓降和較高的電流容量。此外，它還具有較快的開關(guān)速度和較好的熱穩(wěn)定性。然而，IGBT的缺點(diǎn)是成本較高，且需要專門的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制其工作狀態(tài)。

總之，IGBT是一種功能強(qiáng)大的半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用于電力電子轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、可再生能源系統(tǒng)等領(lǐng)域。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括P型基區(qū)、N型發(fā)射區(qū)、P+集電區(qū)和N+緩沖區(qū)等四個(gè)區(qū)域，通過多層的PN結(jié)和金屬電極相互連接。IGBT的工作過程可以分為截止?fàn)顟B(tài)、放大狀態(tài)和飽和狀態(tài)三個(gè)階段。