IGBT是什么？种类和功能有哪些？

1.IGBT概述

绝缘栅双极型晶体管（lnsulated Gate Bipolar Tran-sistor，lGBT）俗称功率管，如图4-1所示，是一种集BJT的大电流密度和MOSFET等电压激励场控型器件优点于一体的高压、高速大功率器件。

目前有用不同材料及工艺制作的lGBT，但它们均可被看作是一个MOSFET输入跟随一个双极型晶体管放大的复合结构。lGBT有3个电极如图4-2所示，分别称为栅极G（又称控制极或门极）、漏极C及源极E。

电磁炉电路中，lGBT通常位于散热器下，门极为MOS构造，同时兼有VMOS的高输入阻抗。简单地说，lGBT是实现低电压对高电压、低电流对高电流控制的电子元器件。

图4-1 lGBT外形

图4-2 lGBT结构剖析及电路符号

2.IGBT的种类和功能

目前，用于电磁炉的lGBT主要由AlRCHlLD（仙童）、lNFlNEON（英飞凌）、TOSHlBA（东芝）等几家国外公司生产，各公司lGBT的型号命名规则不尽相同，但大致有以下规律（以G40N1500D为例，见图4-3）。(www.xing528.com)

图4-3 电磁炉用lGBT命名规律

※知识链接※ 一只IGBT的技术参数较多，包括反向击穿电压（U_CEO）、集电极最大连续电流（I_C）、输出功率、工作频率等参数。值得注意的是，型号中未标字母“D”并不一定是无阻尼二极管，因此在检修时一定要用万用表检测验证，避免出现不应有的损失。

lGBT是一种新型的功率开关、电压控制器件，具有输入阻抗高、速度快、热稳定性强、耐压高等优点。通过lGBT的开关作用产生电磁振荡，再由电磁振荡在线盘上产生强大的磁场，然后作用在锅具（磁性的）上形成涡流，实现加热功能的。主要具有以下特点：

1）电流密度大，是MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化层半导体场效应晶体管）的数十倍。

2）输入阻抗高，栅驱动功率极小，驱动电路简单。

3）低导通电阻。在给定芯片尺寸和U_CEO下，其导通电阻R_CE（on）不大于MOSFET的负温度系数R_ds（on）的10％。

4）击穿电压高，安全工作区大，在瞬态功率较高时不会受损坏。

5）开关速度快，关断时间短。耐压值为1～1.8kV的lGBT的关断时间约为1.2μs，600V级的约为0.2μs，约为巨型晶体管（Giant Transistor，GTR）的10％，接近于MOS-FET，开关频率可达100kHz，开关损耗仅为GTR的30％。