什么是IGBT？IGBT的原理

IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor的缩写，即绝缘栅双极型晶体管。它是一种功率半导体器件，结合了MOSFET和双极型晶体管的优点，可以在高电压和高电流条件下工作，因而被广泛应用于电力电子领域。

与MOSFET相比，IGBT具有更低的驱动电压和更高的开关速度，而且具有双极型晶体管的正向导通能力，因此可以承受更高的电流和电压。同时，IGBT也集成了MOSFET的绝缘栅控制功能，可以实现更安全和可靠的控制。

IGBT通常由一个PN结和一个N沟道组成，具有三个端口：集电极、发射极和栅极。当栅极施加正向电压时，会形成一个PNP型结构，使集电极和发射极之间的PN结极化，从而导通。当栅极不再施加正向电压时，PNP结会恢复为开路状态，IGBT停止导通。

IGBT的工作可以分为四个主要阶段：

关态（关断状态）：当栅极与发射极之间没有施加电压时，IGBT处于关态，没有导通电流流过。在这种状态下，PNP型双极型晶体管的集电极和发射极之间的PN结是正向偏置的，所以处于导通状态。

开启过渡态：当栅极施加正向电压时，栅极和发射极之间的绝缘栅极层中的电子会形成一个导电通道。形成的导电通道可以控制PNP型双极型晶体管的集电极-发射极之间的电流，使其开始导通。

开态（导通状态）：在开启过渡态后，如果在集电极和发射极之间施加足够的正向电压，PNP型双极型晶体管将进入饱和区，此时IGBT处于导通状态，允许电流流过。

关闭过渡态：当栅极不再施加正向电压时，导电通道关闭，PNP型双极型晶体管恢复到截止区，IGBT进入关断状态，电流无法通过。

IGBT结合了MOSFET和双极型晶体管的优点，具有低压控制特性（MOSFET）和高电流驱动能力（双极型晶体管）。它具有较低的开关损耗和较高的开关速度，适用于高频应用。同时，由于使用绝缘栅极层隔离了栅极和其他部分，提高了绝缘性能和可靠性。