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什么是IGBT?

IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor,绝缘栅双极型晶体管)是一种功率半导体器件,结合了MOSFET(场效应晶体管)和BJT(双极型晶体管)的优点,广泛应用于高效的开关和功率控制应用中。它在半导体分立器件中占据重要位置,主要用于高功率和高电压场合,比如电机驱动、电力转换、可再生能源发电和电动汽车等领域。

IGBT 的工作原理:

  • MOSFET部分:IGBT 的输入端(栅极)由MOSFET控制,因此具有高输入阻抗,易于驱动,并且能够通过较小的栅极电流来控制大电流的开关。
  • BJT部分:IGBT 的输出部分类似于BJT,因此可以在导通时传递较大的电流,同时具有较低的导通损耗。

IGBT 的优点:

  1. 高效率:由于其低导通损耗和高开关速度,IGBT 可以在高电压和高电流的场景下高效运行。
  2. 易于控制:IGBT 具有MOSFET控制的特点,栅极驱动容易,输入阻抗高,且能通过较小的控制信号控制大功率。
  3. 高电压处理能力:IGBT 能够处理较高的电压,因此非常适合用于高压应用。

IGBT 的应用:

  • 电机驱动:IGBT 常用于变频器、电动机控制中,以实现高效的电机速度控制。
  • 电源转换:在逆变器、DC-DC 转换器、UPS(不间断电源)等电源管理设备中,IGBT 是关键组件。
  • 电动汽车:在电动汽车的电力电子系统中,IGBT 是核心器件之一,用于电池管理和电机控制。
  • 可再生能源:在太阳能发电、风能发电系统中,IGBT 用于逆变器以将直流电转换为交流电并输送到电网。

由于 IGBT 结合了MOSFET的高速特性和BJT的高功率承受能力,它成为了现代功率电子系统中不可或缺的组成部分。

IGBT是半导体分立器件重要的组成部分,目前全球有70%IGBT模块市场被日系企业控制,德系的英飞凌在独立式IGBT功率晶体领域拥有24.7%的全球最高市占率。中国本土的IGBT厂商目前做得最出色的是中车时代、嘉兴斯达以及比亚迪等。