什么是IGBT？它的作用是什么？

IGBT是英文单词Insulated Gate Bipolar Transistor，它的中文意思是绝缘栅双极型晶体管。

从功能上来说，IGBT就是一个电路开关，优点就是用电压控制，饱和压降小，耐压高。用在电压几十到几百伏量级、电流几十到几百安量级的强电上的。而且IGBT不用机械按钮，它是由计算机控制的。

所以有了IGBT这种开关，就可以设计出一类电路，通过计算机控制IGBT，把电源侧的交流电变成给定电压的直流电，或是把各种电变成所需频率的交流电，给负载使用。这类电路统称变换器。

IGBT模块具有节能、安装维修方便、散热稳定等特点；当前市场上销售的多为此类模块化产品，一般所说的IGBT也指IGBT模块；随着节能环保等理念的推进，此类产品在市场上将越来越多见；

IGBT是能源变换与传输的核心器件，俗称电力电子装置的“CPU”，作为国家战略性新兴产业，在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

扩展资料；

方法

IGBT是将强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道，而这个通道却具有很高的电阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征，IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。

虽然最新一代功率MOSFET 器件大幅度改进了RDS(on)特性，但是在高电平时，功率导通损耗仍然要比IGBT 技术高出很多。较低的压降，转换成一个低VCE(sat)的能力，以及IGBT的结构，同一个标准双极器件相比，可支持更高电流密度，并简化IGBT驱动器的原理图。

导通

IGBT硅片的结构与功率MOSFET 的结构十分相似，主要差异是IGBT增加了P+ 基片和一个N+ 缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技术没有增加这个部分)。其中一个MOSFET驱动两个双极器件。基片的应用在管体的P+和 N+ 区之间创建了一个J1结。

当正栅偏压使栅极下面反演P基区时，一个N沟道形成，同时出现一个电子流，并完全按照功率 MOSFET的方式产生一股电流。如果这个电子流产生的电压在0.7V范围内，那么，J1将处于正向偏压，一些空穴注入N-区内，并调整阴阳极之间的电阻率，这种方式降低了功率导通的总损耗，并启动了第二个电荷流。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)。

关断

当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入N-区内。在任何情况下，如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是因为换向开始后，在N层内还存在少数的载流子(少子)。

这种残余电流值(尾流)的降低，完全取决于关断时电荷的密度，而密度又与几种因素有关，如掺杂质的数量和拓扑，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，集电极电流引起以下问题：功耗升高；交叉导通问题，特别是在使用续流二极管的设备上，问题更加明显。

鉴于尾流与少子的重组有关，尾流的电流值应与芯片的温度、IC 和VCE密切相关的空穴移动性有密切的关系。因此，根据所达到的温度，降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的。

参考资料：百度百科-IGBT

IGBT芯片也称为绝缘栅双极晶体管。它是由BJT和MOSFET组成的复合功率半导体器件 。它结合了MOSFET和BJT的优点。它在高电压，大电流和高速下均具有出色的性能，使其成为电力电子领域中的理想开关器件。 IGBT模块是一种模块化产品，由多个IGBT芯片和FRD（快速恢复二极管）芯片通过特定电路封装在一起组成。输入阻抗大，驱动功率小，控制电路简单，开关损耗低，开关速度快。工作频率高，部件容量大等特点。

就下游应用而言，新能源 汽车 市场占31％，成为最大的IGBT芯片应用市场。第二是家电领域，占27％。在工业控制领域排名第三，占20％。新能源发电占11％，其余占11％。下游工业控制和消费电子产品的逐步复苏有望推动IGBT芯片市场的逐步扩展 。 IGBT芯片是光伏逆变器和风力发电逆变器的核心组件。新能源发电产业的快速发展将成为IGBT芯片产业的持续增长。随着新能源 汽车 市场的快速发展，IGBT芯片的需求和价值有望进一步增加，从而推动了IGBT芯片产业的增长。

目前， IGBT芯片的国产化已成为国家重点半导体器件的发展重点之一，IGBT芯片也被列为国家“ 02专项”的重点扶持项目，相关产业已进入阶段发展迅速。作为国内领先的IGBT芯片公司，斯达半导一直专注于IGBT芯片的独立研发。 该公司的IGBT芯片模块型号齐全。目前，它已经形成了涵盖工作电流5A-3600A和工作电压600V-3300V的产品布局。同时，该公司还具有提供MOSFET模块，IPM模块，整流器模块，晶闸管，碳化硅器件和其他产品的能力，从而形成了功率半导体的完整产品布局。先进的IGBT芯片设计，模块设计和制造工艺领先市场。

中高端IGBT芯片设计和制造中的技术创新和突破主要由国外制造商主导。在全球市场上，英飞凌，富士电机和IXYS等国际制造商涵盖了IGBT芯片产品的整个电压范围，而瑞萨，罗姆和意法半导体等制造商则专注于中低压产品。三菱，中国中车和斯达半导之类的制造商仅提供IGBT芯片模块产品。 随着公司产品技术水平逐步与国际水平接轨，公司在国内的替代优势越来越明显，主要体现在细分行业的领先优势，快速满足客户个性化需求的优势以及价格竞争的优势。 。该公司是IGBT芯片的领导者。随着IGBT芯片市场的快速扩展和国内替代产品的强劲趋势的帮助，企业有望凭借自身的竞争优势突围并扩大市场份额。公司在行业中的领先地位已得到牢固确立。 公司的 IGBT芯片模块的全球市场份额约为2.2％，在中国排名第一，在全球排名第八。

2020年前三季度，公司营业收入为6.68亿元，同比增长18.14％，归属于母公司股东的净利润1.34亿元，同比增长29.44％，其中第三季度，公司实现营业收入2.52亿元，同比增长26.39％，实现母公司实现净利润5300万元，同比增长36.24％。

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