IGBT——原理和分类

原理

在 IGBT 中，当栅极施加正电压时，p 基区表面的空穴被排斥，形成耗尽区；当栅压进一步增大，在 p 基区表面形成 n 型反型层，即沟道。此时，若集电极加正电压、发射极加负电压，n⁻ 漂移区中的电子在电场作用下，经由沟道进入 n⁺ 发射极，从而建立 MOS 控制的电子导电通道。

与此同时，IGBT 内部等效为一个 PNP 型双极晶体管结构：其上方 PN 结（p⁺ 集电极 / n⁻ 漂移区）处于反偏状态，少子电子在内建电场作用下发生漂移运动进入 n⁻ 漂移区；下方 PN 结（n⁻ 漂移区 / p 基区）处于正偏状态，电子通过扩散运动进入集电极方向。电子与空穴在漂移区内形成双载流子注入，从而显著降低漂移区电阻，实现低导通压降。

分类

可以分为对称/非穿通型(NPT)IGBT结构和非对称/穿通型IGBT结构