IGBT绝缘栅双极型晶(jing)体管，是(shi)由BJT（双极型(xing)三极管）和MOS（绝缘栅(zha)型场效应管）组(zu)成的复合全控型电压驱动式功率半导体器(qi)件，兼(jian)有MOSFET的(de)高输入阻抗和GTR的低导通压(ya)降两方面的优点。
1. 什么(me)是(shi)IGBT模块
IGBT模块是由IGBT（绝缘栅(zha)双极型(xing)晶体管芯片）与FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥(qiao)接(jie)封(feng)装而成的(de)模块化半导体产(chan)品；封装后的IGBT模块直接(jie)应用于变(bian)频器、UPS不间断电源等设备上；
IGBT模块具有安装(zhuang)维修方便、散热稳定等特点；当前市场(chang)上销(xiao)售的多为此(ci)类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块(kuai)；
IGBT是能源变换与传输的核(he)心器件，俗(su)称电(dian)力电子装置的“CPU”，作(zuo)为国家战略性新兴产业，在轨道(dao)交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应(ying)用广。
2. IGBT电(dian)镀模块工作原理
（1）方法
IGBT是(shi)将(jiang)强(qiang)电流、高压应用(yong)和快速终端设备用垂直功率MOSFET的(de)自然进化。由于(yu)实现一(yi)个较高的(de)击穿电压BVDSS需要(yao)一个源漏(lou)通道(dao)，而(er)这(zhe)个通道却具有高的(de)电阻率(lv)，因而造成功率MOSFET具有RDS（on）数值高(gao)的特征，IGBT消除了(le)现有功率MOSFET的这(zhe)些主要缺点(dian)。虽然功率MOSFET器件大幅度改进了RDS（on）特性，但是在高电平时，功率导(dao)通损耗仍然要比IGBT技术高出很多。较低的压降，转换(huan)成一个低VCE（sat）的(de)能力，以及(ji)IGBT的结构，同一个标准双极器件相比，可支持更高电流密度，并简(jian)化IGBT驱动(dong)器的原理图。
（2）导通
IGBT硅片的结构与功率MOSFET的结构相似，主要差异(yi)是IGBT增(zeng)加了P+基片和一个N+缓冲层（NPT-非穿通-IGBT技术没(mei)有增(zeng)加这个部分）。其(qi)中一个MOSFET驱动(dong)两个双极器件。基(ji)片的应(ying)用在管体的P+和N+区之间创建了一(yi)个J1结。当正栅偏压使栅(zha)极下面反演P基(ji)区时，一个N沟道形成，同时出现一个电子流，并完全按照功率MOSFET的(de)方式产生一股电流。如果这个(ge)电子流产生的电压在0.7V范围(wei)内，那么，J1将处于正(zheng)向偏压，一些空(kong)穴注入N-区内，并调整阴阳极之间的电(dian)阻率，这种方式降低了功率(lv)导通的总损耗(hao)，并启动了第二个(ge)电荷流。最后的结果是，在半导体层次内临时出现两种不同的电流拓扑：一个电子流（MOSFET电流）；一个空穴电流（双极）。
（3）关断
当在栅极施加一个负偏压或栅压低(di)于门限值(zhi)时，沟道被禁止，没有空穴注(zhu)入(ru)N-区内。在任何情况下，如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降(jiang)，集电极电流则逐渐降低，这是因为换向开(kai)始后，在(zai)N层内还存在少数的载流子(zi)（少(shao)子）。这种残余电(dian)流(liu)值(zhi)（尾流）的降(jiang)低，完(wan)全取决于关(guan)断时电荷的密(mi)度，而密度又与(yu)几种因素有关，如掺杂质的(de)数量和拓扑，层次厚度和温度。少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形，集电极电流引起以(yi)下问题：功耗升高；交叉导通问题，特(te)别是在(zai)使用续流二极管的设备上，问题更加(jia)明显。鉴于尾流与少子的重组有(you)关(guan)，尾(wei)流的电流值应与芯片的温度(du)、IC和VCE密切相关的空穴移(yi)动性(xing)有密切的关系。因此，根据所(suo)达到的温度，降低这种作用(yong)在终端设备设(she)计上的电流的(de)不理想效应是(shi)可行的。
（4）阻断(duan)与闩锁
当集电极被施加一个反向电压时，J1就会受(shou)到反向偏压控制(zhi)，耗尽(jin)层则会向N-区扩(kuo)展。因过多地(di)降低(di)这个层面的厚度，将无法取得一个有效的阻断能力，所以，这个机制十分重要。另一(yi)方面，如果过大地增加这个区域尺寸，就会连(lian)续地提(ti)高压降。第二点清楚地说明(ming)了NPT器件的压降比等效（IC和(he)速度相同）PT器(qi)件的压(ya)降高的原因。
当栅极和发射极(ji)短接并在集电(dian)极端子施加一个正电压时(shi)，P/NJ3结受反向电压控制，此时，仍然是由(you)N漂移区(qu)中的耗(hao)尽层承受外部施加的电压。
IGBT在(zai)集(ji)电(dian)极与发射极之间有一个(ge)寄生PNPN晶闸(zha)管。在(zai)特殊条件下，这种寄生器件会导通。这种(zhong)现象会使集电极与发射极之间的电流量增加，对等效MOSFET的控制能力降低，通常还会(hui)引起器件击穿(chuan)问题。晶(jing)闸管导通现象被称为IGBT闩锁，具体(ti)地说，这种缺陷的原因(yin)互不相同(tong)，与器件的状态有密切关系。通常情况下，静态和动态闩锁有如下主要区别：
当晶闸管(guan)全部导通时，静态(tai)闩锁出现，只在关断时(shi)才会出现动(dong)态闩(shuan)锁。这一特殊现象(xiang)严重地(di)限制了安全操作区。为防止寄(ji)生NPN和PNP晶体管的有害现象，有必要采取以(yi)下措施(shi)：防止NPN部分接通，分别改变布局和掺杂级别(bie)，降低NPN和PNP晶体管的总电流增益。此外，闩锁电流对PNP和NPN器件的电流增益有一(yi)定的(de)影(ying)响，因此，它与结温的关(guan)系也非常密切(qie)；在结温和增益提高的情况下，P基区的电阻率(lv)会升高，破坏了整体特性。因此，器件制造商必须注意将集电(dian)极最大电流值与(yu)闩锁电流之(zhi)间保持一定的比例，通常比例为1：5。
3. IGBT电镀模块应(ying)用(yong)
作为电力电子重要大功率主流器件之一，IGBT电镀模块已经应(ying)用(yong)于家用电器(qi)、交通运输、电力工程、可再生能(neng)源和智能电(dian)网等领域(yu)。在工(gong)业应(ying)用方面，如交通控制、功率变换、工业电机、不间断电源、风电与太(tai)阳能设备，以及用于自动控制的变频器。在消费电子方面，IGBT电镀模块用于家用电器、相机和(he)手机。
