IGBT工作原理是什么？IGBT正向耐压、反向耐压了解吗

今天，小编将在这篇文章中为大家带来IGBT的有关报道，通过阅读这篇文章，大家可以对它具备清晰的认识，主要内容如下。

一、IGBT的工作原理

IGBT由栅极（G）、发射极（E）和集电极（C）三个极控制。如图1，IGBT的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给PNP晶体管提供基极电流，使IGBT导通。反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使IGBT关断。由图2可知，若在IGBT的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则MOSFET导通，这样PNP晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通;若IGBT的栅极和发射极之间电压为0V，则MOSFET截止，切断PNP晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。

图1 IGBT 结构图

图2 IGBT电气符号（左）与等效的电路图（右）

如果IGBT栅极与发射极之间的电压，即驱动电压过低则IGBT不能稳定的工作，如果过高甚至超过栅极—发射极之间的耐压，则IGBT可能会永久损坏。同样，如果IGBT集电极与发射极之间的电压超过允许值，则流过IGBT的电流会超限，导致IGBT的结温超过允许值，此时IGBT也有可能会永久损坏。

二、IGBT正向耐压和反向耐压

正向耐压：

ＲB-IGBT除终端结构外和传统的纵向NPT-IGBT基本相同，其有源区在正面，包括多晶硅栅极、n+发射区和p基区，然后有源区的下面是n-漂移区，最后是集电极。当集射极之间加正电压时，由p-基区和n-漂移区形成的反偏PN结来承担外部电压，为了提高击穿电压和抑制闩锁，往往会将发射极的n+源区和p-基区短接。在正向阻断时，为了提高击穿电压和抑制闩锁，一定的终端技术是必要的，比较常见的有两种：在p-基区旁加浮空场环和场板技术，其他的技术还包括结终端扩展、斜角边缘终端技术等。下图是加浮空场环的情况：

虽然方法不同，但都是为了防止电场的局部集中而在终端区域发生雪崩击穿。由于比较厚的n-漂移区和出色的正面终端，使得器件具有很高的正向耐压能力。

反向耐压

NPT-IGBT 结构虽然没有缓冲层，但是它的反向阻断能力依然很差，因为芯片的尺寸是有限的，在切割芯片时，如果切割线穿过了承受高压的pn结，晶格损伤和应力会引起很大的反向漏电流，导致击穿电压和长期稳定性的降低。早期的反向终端采用的是台面刻蚀技术，通过重掺杂(p+)的集电极和低掺杂(n-) 的漂移区形成的pn结和深槽的正斜角来阻断反向电压，这种深沟槽将有晶格损伤的表面隔离，因而没有形成很大的漏电流。总之，RB-IGBT是在NPT-IGBT的基础上，通过特有的终端技术和掺杂技术来，减小漏电流，同时形成反偏的PN结来提高击穿电压，相当于串联了一个耐高压的二极管，使得IGBT具有反向耐压能力。都是利用PN结来隔离晶格损伤的表面。

以上便是小编此次想要和大家共同分享的有关IGBT的内容，如果你对本文内容感到满意，不妨持续关注我们网站哟。最后，十分感谢大家的阅读，have a nice day！