IGBT是继MOSFET和BJT之后的另一种新型半导体功率器件，属于双极性晶体管型（Bipolar Junction Transistor），也可看作MOSFET与BJT的复合型结构。IGBT具有高电压、大电流、低导通压降、高开关速度等优点，在高压电力、电机控制器、逆变器等领域得到广泛的应用。

1. IGBT的结构及工作原理

IGBT由n型输运层、p型障壁层、n型电子控制层和p型基区组成。与MOS管一样，IGBT的输运层和电子控制层之间有一个绝缘的氧化物层隔开。当VGE被施加到其阈值以上时，它将产生一个电场，将p型控制区的电子注入n型输运区，形成一对空穴-电子PN结，进而从VCE提供的电源中提取电流形成导通。当VGE波形变化时，IGBT可以在微秒级别内完成开关，实现快速的PWM调制。

2. IGBT与其他半导体元件的比较

相比于其他半导体元件，IGBT具有许多优点：

• 电压级别高：IGBT的电压等级可以达到6.5kV以上，远高于MOS管和BJT器件。

• 大电流开关能力：IGBT具有很高的电流开关能力，能耐受数百安的电流。

• 导通压低：IGBT的导通压很低，比MOS管低得多，这是其应用于大电流功率电子设备的关键因素之一。

• 高开关速度：与BJT、MOSFET器件相比，IGBT的开关速度更快。

3. IGBT的应用

IGBT可应用于交流变流器、电机变速器、可逆变电源、UPS电源等领域，半导体制造企业还可以把IGBT加入到模块中，以方便设计和使用。由于其高压电流能力和多种保护功能，IGBT在各种编码器、解码器、DSP、处理器和其他类似电路中被广泛使用。以下是IGBT在一些具体应用中的案例。

• 可逆变电源：IGBT可以用于可逆变电源，如地面或航空照明和船舶电源等。

• 物流电器：IGBT可以用于交通信号灯，电动机和其他类型的物流电器中。

• 激光设备：IGBT可以用于激光设备，如打印机、制造机器和其他高精度设备。

• 电焊设备：IGBT具有很高的开关速度和大电流开关能力，可以用于高频电子瞬间点焊。

• 太阳能逆变器：太阳能逆变器使用IGBT，将太阳能电池板输出的直流电转换成交流电，以供加热器和其他终端使用。

综上所述，IGBT作为一种新型的半导体功率器件，具有许多优点。它可以应用于传统电力控制电路、新能源设备和一系列的电子产品中，如电机、逆变器、电源管理器，广泛应用于各种领域。