IGBT也是三端器件,具有柵極G、集電極C和發(fā)射極E。下圖a給出了一種由N溝道VDMOSFET與雙極型晶體管組合而成的ICBT的基本結(jié)構(gòu)。可以看出,IGBT比VDMOSFET多一層P+注人區(qū),因而形成了一個大面積的P+N結(jié)J1。這樣使得ICBT導通時由P+注人區(qū)向N-漂移區(qū)發(fā)射少子, 從而實現(xiàn)對漂移區(qū)電導率進行調(diào)制,使得IGBT具有很強的通流能力,解決了在電力MOSFET中無法解決的N-漂移區(qū)追求高耐壓與追求低通態(tài)電阻之間的矛盾。其簡化等效電路如圖b所示,由圖可以看出,這是用雙極型晶體管與MOSFET組成的達林頓結(jié)構(gòu),相當于一個由MOSFET驅(qū)動的厚基區(qū)PNP晶體管。圖中電阻為晶體管基區(qū)內(nèi)的調(diào)制電阻。因此,IGBT 的驅(qū)動原理與電力MOSFET基本相同,是一種場控器件。其開通和關(guān)斷是由柵極和發(fā)射極間的電壓uc決定的,當uce為正且大于開啟電壓UCE(u) 時,MOSFET內(nèi)形成溝道,并為晶體管提供基極電流進而使IGBT導通。由于前面提到的電導調(diào)制效應,使得電阻R、減小,這樣高耐壓的IGBT也具有很小的通態(tài)壓降。當柵極與發(fā)射極間施加反向電壓或不加信號時,MOSFET 內(nèi)的溝道消失,晶體管的基極電流被切斷,使得IGBT關(guān)斷。
以上所述PNP晶體管與N溝道MOSFET組合而成的IGBT稱為N溝道IGBT,記為N-IC-BT,其電氣圖形符號如圖c所示。相應的還有P溝道IGBT,記為P-IGBT,其電氣圖形符號與圖c箭頭相反。實際當中N溝道IGBT應用較多。
鄭州日佳全數(shù)字感應加熱采用的就是英飛凌的N溝道IGBT,其通流能力強,開關(guān)速度塊,熱穩(wěn)定性好,所需驅(qū)動功率小,因此安全節(jié)能環(huán)保。目前日佳所有的數(shù)字機型已全部采用IGBT,并制成淬火機,中頻爐,退火機,釬焊機,高頻爐等機型。