igbt是insulated gate bipolar transistor的英文縮寫(xiě)?？梢苑g做絕緣柵雙極晶體管。是由bjt(雙極型三極管)和mos(絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件, 兼有mosfet的高輸入阻抗和gtr的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。
igbt是強(qiáng)電流、高壓應(yīng)用和快速終端設(shè)備用垂直功率mosfet的自然進(jìn)化。由于實(shí)現(xiàn)一個(gè)較高的擊穿電壓bvdss需要一個(gè)源漏通道，而這個(gè)通道卻具有很高的電阻率，因而造成功率mosfet具有rds(on)數(shù)值高的特征，igbt消除了現(xiàn)有功率mosfet的這些主要缺點(diǎn)。雖然最新一代功率mosfet器件大幅度改進(jìn)了rds(on)特性，但是在高電平時(shí)，功率導(dǎo)通損耗仍然要比igbt 技術(shù)高出很多。較低的壓降，轉(zhuǎn)換成一個(gè)低vce(sat)的能力，以及igbt的結(jié)構(gòu)，同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)雙極器件相比，可支持更高電流密度，并簡(jiǎn)化igbt驅(qū)動(dòng)器的原理圖。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，igbt是一種實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換和控制的電力電子器件。復(fù)雜一點(diǎn)說(shuō)，用電設(shè)備終端都需要不同電壓等級(jí)、不同電流大小，即不同功率等級(jí)的電力設(shè)備，這就需要大量采用igbt等功率器件進(jìn)行電能的轉(zhuǎn)換和控制。比如在我們熟悉的高鐵動(dòng)車(chē)組，其電能的轉(zhuǎn)換首先是將電網(wǎng)2.5萬(wàn)伏的高壓交流電，經(jīng)過(guò)降壓、整流、逆變等方式，轉(zhuǎn)換成可以調(diào)頻調(diào)壓的三相交流電，最后供給交流電機(jī)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)之為“變流”，最后輸出的三相交流電供給交流電機(jī)，從而獲得牽引整列高速動(dòng)車(chē)組前進(jìn)的牽引力。
igbt在我們生活的基礎(chǔ)領(lǐng)域——發(fā)電也是重要的存在。在發(fā)電領(lǐng)域，風(fēng)、水、太陽(yáng)能等能源發(fā)出的電是一種粗糙的、不可控的、不穩(wěn)定的電能，就是我們俗說(shuō)的“粗電”，而要想轉(zhuǎn)換成精細(xì)的、可控的、穩(wěn)定的能夠并入電網(wǎng)的“精電”，進(jìn)而適合不同功率電力設(shè)備，需要采用igbt等電力電子器件實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的品質(zhì)轉(zhuǎn)化，以風(fēng)電為例，風(fēng)機(jī)的葉片帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機(jī)發(fā)出的頻率往往不到電網(wǎng)頻率的一半，因此需要用高壓大電流的igbt模塊，重新產(chǎn)生穩(wěn)頻穩(wěn)壓的交流電。