变频器中IGBT的结构与基本工作原理

    绝缘栅双极晶体管简称为IGBT(InsulatedGate Biopolar Transistor)，是20世纪80年代中期发展起来的一种新型复合器件。IGBT综合了MOSFET和GTR的优点，具有输入阻抗高、工作速度快、通态电压低、阻断电压高、承受电流大的优点。

    图3-23(a)所示为IGBT模块，图3-23(b)所示为IGBT的结构示意图，它在P-MOSFET的基础上增加了一个P+层漏极，形成PN结J1，并由此引出集电极C。其他两个极为栅极G和发射极E，图3-23(c)所示为电路符号。

    图3-23    IGBT结构示意图、电路符号和等效电路

   (a) IGBT模块；(b)IGBT结构示意图；(c)电路符号；(d)等效电路

    从结构示意图可见，IGBT相当于以GTR为主导元件，以MOSFET为驱动元件的达林顿结构。其简化等效电路如图3-23(d)所示。

   IGBT的开通和关断是由栅极电压来控制的。栅极施以正电压时，MOSFET内形成沟道，从而使IGBT导通。在栅极上施以负电压时，MOSFET内的沟道消失，IGBT即关断。