第12节 IGBT (修订中)
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由于它们的绝缘栅极，所有类型的IGFET (opens new window)都具有极高的电流增益：如果没有电流可以持续流动的连续栅极电路，就不会有持续的栅极电流。因此，我们通过 IGFET 栅极端子看到的唯一电流是当晶体管从“导通”状态切换到“关闭”状态，反之亦然。
起初，这种高电流增益似乎使 IGFET 技术在控制非常大的电流方面比双极晶体管具有明显的优势。如果使用双极结型晶体管 (opens new window)来控制大集电极电流，则必须有相当大的基极电流由某些控制电路提供或吸收，根据 β 比率。举个例子，为了使 β 为 20 的功率 BJT 传导 100 安培的集电极电流，必须有至少 5 安培的基极电流，这对于微型分立或集成控制电路本身来说是相当大的电流处理：
# 1. 带控制电路的晶体管
从控制电路的角度来看，具有高电流增益的功率晶体管会很好，因此控制负载电流所需的电流要少得多。当然，我们可以使用达林顿对晶体管 (opens new window)来增加电流增益，但这种布置仍然需要比等效功率 IGFET 更多的控制电流：
但不幸的是，IGFET 自身存在控制高电流的问题：它们在饱和时通常表现出比饱和 BJT 的集电极到发射极电压降更大的漏极到源极电压降。对于相同数量的负载电流，这种更大的电压降等同于更高的功耗，从而限制了 IGFET 作为大功率器件的实用性。尽管已经设计了一些专门的设计，例如所谓的 VMOS 晶体管，以尽量减少这种固有的缺点，但双极结型晶体管在切换大电流方面仍然具有优势。
解决这一困境的一个有趣的解决方案是在一个称为绝缘栅双极晶体管或 IGBT 的器件中利用 IGFET 的最佳特性和 BJT 的最佳特性。也称为双极模式 MOSFET、电导率调制场效应晶体管 (COMFET)，或简称为绝缘栅晶体管 (IGT)，它相当于 IGFET 和 BJT 的达林顿对：
# 2. 原理图符号和等效电路
本质上，IGFET 控制 BJT 的基极电流，它处理集电极和发射极之间的主要负载电流。这样，电流增益非常高（因为 IGFET 的绝缘栅极实际上不从控制电路汲取电流），但在完全导通期间集电极到发射极的电压降与普通 BJT 一样低。
# 3. IGBT的缺点
与标准 BJT 相比，IGBT 的一个缺点是其关断时间较慢。对于快速开关和高电流处理能力，很难击败双极结型晶体管。IGBT 的更快关断时间可以通过设计的某些改变来实现，但只是以集电极和发射极之间更高的饱和电压降为代价。然而，IGBT 为大功率控制应用提供了 IGFET 和 BJT 的良好替代品。
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