IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)

IGBT全稱絕緣柵雙極晶體管，它是由BJT（雙極型晶體管）和MOSFET（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)式電子電力器件，即具有MOSFET的輸入阻抗高、控制功率小、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、開(kāi)關(guān)速度高的優(yōu)點(diǎn)，又具有雙極型功率晶體管的電流密度大、飽和壓降低、電流處理能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)

為了更好了解IGBT，下面我們?cè)賮?lái)看看它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：一般，IGBT 有三個(gè)端子：集電極、發(fā)射極和柵極，他們都是附有金屬層。但是，柵極端子上的金屬材料具有二氧化硅層。IGBT結(jié)構(gòu)其實(shí)就相當(dāng)于是一個(gè)四層半導(dǎo)體的器件。四層器件是通過(guò)組合 PNP 和 NPN 晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它們構(gòu)成了 P-N-P-N 排列。

IGBT 有三個(gè)端子（集電極、發(fā)射極和柵極）都附有金屬層。然而，柵極端子上的金屬材料具有二氧化硅層。

IGBT結(jié)構(gòu)是一個(gè)四層半導(dǎo)體器件。四層器件是通過(guò)組合 PNP 和 NPN 晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)的，它們構(gòu)成了 PNPN 排列。

IGBT的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

如上圖所示，最靠近集電極區(qū)的層是 （p+） 襯底，即注入?yún)^(qū)；在它上面是 N 漂移區(qū)域，包括 N 層。注入?yún)^(qū)將大部分載流子（空穴電流）從 （p+） 注入 N- 層。

漂移區(qū)的厚度決定了 IGBT 的電壓阻斷能力。

漂移區(qū)域的上面是主體區(qū)域，它由 （p） 基板組成，靠近發(fā)射極，在主體區(qū)域內(nèi)部，有 （n+） 層。

收集器區(qū)域（或注入?yún)^(qū)域）和 N 漂移區(qū)域之間的連接點(diǎn)是 J2。類似地，N-區(qū)域 和 主體區(qū)域之間的結(jié)點(diǎn)是結(jié)點(diǎn) J1。

注意： IGBT 的結(jié)構(gòu)在拓?fù)渖项愃朴凇癕OS”柵極的晶閘管。但是，晶閘管動(dòng)作和功能是可抑制的，這意味著在 IGBT 的整個(gè)器件工作范圍內(nèi)只允許晶體管動(dòng)作。

IGBT 比晶閘管更可取，因?yàn)榫чl管等待過(guò)零的快速切換。