來源：羅姆半導體社區

IGBT是新型電力電子器件的主流器件之一，國外IGBT已發展到第三代?？梢院敛豢鋸埖恼f，沒有IGBT，就沒有現今高鐵的發展。IGBT在設計上將MOS和雙機型晶體管結合起來，在性能上兼有雙極型器件壓降小、電流密度大和MOS器件開關快、頻率特性好的雙重優點：在制造業上、在高電壓、大電流的晶閘管制造技術基礎上采用了集成電路微細加工技術。

絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）越來越多地并入電力系統設計中，以減少損耗并改善開關性能。讓我們看一下針對不同應用程序的一些潛在解決方案。最初于1980年代開發的三端功率半導體器件克服了諸如閂鎖和二次擊穿等問題的早期問題。它們為設計工程師在諸如家用電器，車輛和鎮流器等應用中提供了可行的電源開關選項。

IGBT技術將功率MOSFET的高速開關性能與雙極晶體管的高電壓/大電流處理能力結合在一起。通常，IGBT等效電路是MOSFET晶體管和雙極晶體管的組合。

與其他類型的晶體管相比，使用IGBT的主要優點是相對較快的開關速度，較低的驅動功率以及歸因于輸入MOS柵極結構的簡單驅動電路。由于電導率調制，它還具有非常低的導通狀態電壓降，并具有出色的導通狀態電流密度。例如，在使用變頻驅動器（VFD）的情況下，IGBT會快速開關電流，以至于較少的電壓會流到電動機，從而有助于創建脈寬調制（PWM）波來控制電動機的速度。

IGBT技術可用于多種電壓等級，額定電流和拓撲結構（例如半橋，全橋）。它們可以用于廣泛的應用中，并且對于中速和高壓應用是一個特別好的選擇。最小化電源系統尺寸和重量的日益增長的需求正在增加使用IGBT技術（拓撲，材料等）最新技術的IGBT模塊的設計，此外，還使用功率半導體封裝的最新技術。

工業電機驅動器

調節電動機（例如泵，風扇等）的效率，速度，位置和扭矩的一個不錯的選擇是使用半導體器件（例如IGBT），這些器件可以幫助以最少的切換時間或以最小的切換時間將電流切換到電動機。傳導周期損耗。

電動機驅動器的挑戰之一是由于電動機絕緣系統的固有局限性而限制了開關速度。大多數電動機制造商通常建議在最壞情況下，對于400 V電動機，不超過dv / dt限制，大約不超過5 kV /μs，以避免電壓尖峰和上升時間，這可能導致電弧放電并最終導致線圈絕緣故障。

再生能源

太陽能和風能應用使用大功率半導體器件來優化發電和網絡連接。在大規?？稍偕椖恐惺褂酶吖β孰娖綍r，IGBT是一個極好的選擇。

在太陽能逆變器應用中，逆變器將直流電壓從太陽能電池板轉換為交流電壓。后者可用于使用單相交流正弦電壓波形，其頻率和電壓取決于逆變器的設計，從而為交流負載（例如照明，家用電器，電動工具等）供電。有許多IGBT選項可以幫助滿足這些要求

汽車行業

電動車輛（EV）和混合動力電動車輛（HEV）包括行駛電動機，該行駛電動機通過使用電力轉換系統來轉換存儲在高壓電池中的直流（DC）電力來驅動。IGBT模塊主要用于此類功率轉換系統，并且由于必須在有限的空間內安裝許多功率組件（例如，高壓電池，功率轉換系統，電動機等），因此它們必須緊湊。

帶有雙面冷卻板的IGBT模塊是集成功率單元（IPU）的一部分，用于集成功率模塊（IPM）。與傳統的單面冷卻模塊方法相比，具有薄而輕的冷卻板的雙面冷卻結構將功率密度提高了30％以上。

根據Mordor Intelligence的數據，2017年IGBT市場價值為45億美元，預計到2023年將達到78億美元，在預測期間（2018年至2023年），復合年增長率為9.62％。功率半導體器件（例如IGBT）不僅在可再生能源企業的發展中起著重要作用，而且在電動汽車和混合動力汽車的技術開發中也起著重要作用。

設計IGBT產品的主要參與者-英飛凌科技，富士電氣有限公司，羅姆有限公司，賽米控國際有限公司，達因克斯半導體，ABB有限公司-看到了不同市場的潛在機會，因此期望未來會有更多的IGBT創新。

審核編輯黃昊宇