1.5.4 IGBT

在高壓功率電子應(yīng)用方面，IGBT已經(jīng)取代硅雙極型晶體管，而且在不遠(yuǎn)的將來(lái)將有可能取代GTO晶閘管。IGBT的結(jié)構(gòu)于1982年首次提出，如圖1.15所示，它由短溝道MOSFET驅(qū)動(dòng)的寬基區(qū)P-N-P晶體管構(gòu)成。這種結(jié)合產(chǎn)生非常高的功率增益，其原因是高輸入阻抗和非平衡載流子注入所產(chǎn)生的低通態(tài)壓降。隨著IGBT中寄生晶閘管效應(yīng)的抑制，器件擁有更大的正反安全工作區(qū)。4.5kV、2000A的IGBT模塊已經(jīng)商品化，這些器件已經(jīng)代替電力機(jī)車的GTO晶閘管。盡管IGBT的性能非常優(yōu)秀，但為了進(jìn)一步降低功耗，MOS門極控制的晶閘管結(jié)構(gòu)正被研究探索。具有這種結(jié)構(gòu)的第一類器件是：MCT或MOS-GTO晶閘管，如圖1.16所示。因?yàn)镸CT不存在FBSOA（正向安全工作區(qū)），因此在PWM硬開(kāi)關(guān)方面不能替代IGBT，但它們卻非常適合軟開(kāi)關(guān)方面的應(yīng)用。

圖1.15 具有飽和電流能力的MOS-雙極型硅功率開(kāi)關(guān)器件的進(jìn)化

圖1.16 MCT的基本結(jié)構(gòu)與等效電路