IGBT原理
igbt工作原理
igbt工作原理igbt（InsulatedGateBipolarTransistor）是一种多功能的半导体器件，可以实现高效的可控端到端的传输，广泛应用于电力电子技术中。
简而言之，igbt是一种混合晶体管，它是将电晶体管（MOSFET）与普通双极型晶体管（BJT）结构完美结合在一起的结构。
因此，igbt 在高压、大电流、高功率、高频、高效率和低成本方面具有优越性。
igbt是一种半导体器件，它具有三个端口：电源（VGE），控制（CGE）和放电（E）。
它可以实现通过改变放电端电位，以控制电路中的电流的增加或减少，以此来控制功率的输出。
换句话说，igbt就是通过改变它的一端电位来控制另一端电位，它可以精确地控制功率的转换、振荡、开关等功能。
igbt的整体结构包括两个主要部分：N型晶体管（N-MOSFET）和P型负反馈晶体管（P-BJT）。
负反馈晶体管（P-BJT）由电极和放电组成，电极可以通过控制信号控制电流的传输。
N-MOSFET包括电极和绝缘层，它可以控制P-BJT的总放电量。
igbt元件也包括一个称为电感体（L）的电场效应管，它可以对控制电极的电流变化做出反应，从而调节放电端的电位。
igbt的工作原理是，当向控制端输入信号时，它会充当一个晶体管，将电源端的电位降低，从而使放电端的电位升高。
当控制电流增大时，普通双极型晶体管（BJT）会产生电感效应，从而改变放电端的电位，从而更多地将电流转移到电源端。
igbt擅长于高电流应用，它的转换效率高，具有良好的抗电磁干扰能力。
另外，由于igbt元件的高效率以及体积小等优点，它已广泛应用于工业控制领域，包括电池管理、UPS（Uninterruptible Power Supply）、火车调度控制、电动车电机控制、风力发电控制、电力变换器、汽车发动机控制等等。
总之，igbt是一种半导体器件，它通过改变它的一端电位来控制另一端电位，实现高效的可控端到端的传输，它具有高压、大电流、高功率、高频、高效率和低成本的优点，广泛应用于工业控制领域。
IGBT工作原理
IGBT工作原理引言概述：IGBT是一种广泛应用于电力电子领域的功率半导体器件，具有高效率、高速度和高可靠性等优点。
了解IGBT的工作原理对于电力电子工程师和研究人员来说至关重要。
本文将详细介绍IGBT的工作原理，包括结构、工作方式和应用等方面。
一、IGBT的结构1.1 发射极结构：IGBT的发射极是由N+型硅衬底、N型漏极和P型基极组成的结构。
1.2 栅极结构：IGBT的栅极是由金属层和绝缘层组成的结构，用于控制电流流动。
1.3 集电极结构：IGBT的集电极是由N+型硅衬底和P型漏极组成的结构，用于集中电流输出。
二、IGBT的工作方式2.1 关态：当IGBT的栅极施加正向电压时，电流可以从集电极流向发射极，器件处于导通状态。
2.2 开态：当IGBT的栅极施加负向电压时，电流无法从集电极流向发射极，器件处于关断状态。
2.3 开关速度：IGBT的开关速度取决于栅极电压的变化速度，快速开关速度可以提高器件的效率和性能。
三、IGBT的特点3.1 高效率：IGBT具有低导通压降和低开关损耗，能够提高系统的能效。
3.2 高速度：IGBT的开关速度快，能够实现快速的电流控制和开关操作。
3.3 高可靠性：IGBT具有较高的耐压和耐热性能，能够在恶劣环境下稳定工作。
四、IGBT的应用领域4.1 变频调速：IGBT广泛应用于变频调速系统中，实现机电的精确控制和能量调节。
4.2 逆变器：IGBT可以用于逆变器中，将直流电源转换为交流电源，满足不同电器设备的电源需求。
4.3 电力传输：IGBT可用于电力传输系统中，提高电网的稳定性和效率，实现电力的远距离传输。
五、总结IGBT作为一种重要的功率半导体器件，在电力电子领域具有广泛的应用前景。
了解IGBT的结构、工作方式和特点对于电力电子工程师和研究人员来说至关重要，可以匡助他们设计和优化电力电子系统，提高系统的效率和性能。
希翼本文能够匡助读者更好地理解IGBT的工作原理，为他们在实际应用中提供指导和匡助。
IGBT工作原理
IGBT工作原理IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种重要的功率半导体器件，广泛应用于高压、高频率和高电流的电力电子系统中。
本文将详细介绍IGBT的工作原理，包括结构、工作过程和特性。
一、结构IGBT由P型衬底、N+型外延区、N型沟道区、P型沟道区和N+型漏极组成。
其中，P型衬底和N+型外延区形成PN结，N型沟道区和P型沟道区形成PNP结，N+型漏极是电流输出端。
二、工作过程1. 关态：当控制端施加正向电压时，PN结正向偏置，PNP结反向偏置。
此时，P型沟道区的空穴和N型沟道区的电子被吸引到PNP结的N型区域，形成导电通道。
电流从漏极流向源极，IGBT处于导通状态。
2. 开态：当控制端施加负向电压时，PN结反向偏置，PNP结正向偏置。
此时，导电通道被截断，电流无法通过，IGBT处于截止状态。
3. 开关过程：IGBT从关态到开态的过程称为开启过程，从开态到关态的过程称为关断过程。
在开启过程中，控制端施加正向电压，PN结逐渐正向偏置，导电通道逐渐形成，电流逐渐增大。
在关断过程中，控制端施加负向电压，PN结逐渐反向偏置，导电通道逐渐截断，电流逐渐减小。
三、特性1. 高电压能力：IGBT具有较高的耐压能力，可以承受较高的电压。
这使得IGBT在高压应用中具有优势，如电力变换器、电力传输系统等。
2. 高频特性：IGBT具有较高的开关速度和频率响应，适合于高频率应用。
这使得IGBT在交流电动机驱动、变频器等领域得到广泛应用。
3. 低开启压降：IGBT的开启压降较小，能够减少功率损耗。
这使得IGBT在低功率应用中具有优势，如电源、逆变器等。
4. 温度特性：IGBT的工作温度范围较广，能够在较高的温度下正常工作。
这使得IGBT在高温环境下的电力电子系统中具有优势。
总结：IGBT是一种重要的功率半导体器件，具有高电压能力、高频特性、低开启压降和良好的温度特性。
它的工作原理基于PN结和PNP结的正向和反向偏置，通过控制端的电压来实现导通和截断。
igbt的工作原理
igbt的工作原理IGBT的全称是绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor），它是一种广泛应用于电力电子领域的高性能功率半导体器件。
IGBT结构复杂，但其工作原理可以用简单的方式来解释。
在IGBT中，主要有三个区域，N型区、P型区和N+型区。
N型区和P型区之间有一个绝缘栅层，这就是为什么它被称为绝缘栅双极型晶体管。
当IGBT处于关断状态时，绝缘栅层阻止电流流动；当IGBT处于导通状态时，绝缘栅层允许电流流动。
IGBT的工作原理可以分为导通状态和关断状态两种情况。
首先我们来看IGBT的导通状态。
当正向电压施加在N+型区，而负向电压施加在P型区时，P-N结会被击穿，电子和空穴会结合并形成电流。
此时，绝缘栅层的电场会使P型区中的电子被吸引到N型区，从而形成导通。
IGBT处于导通状态时，可以通过控制栅极电压来控制电流的大小。
其次是IGBT的关断状态。
当IGBT处于关断状态时，绝缘栅层会阻止电子和空穴的结合，从而阻止电流的流动。
此时，控制栅极的电压会使绝缘栅层形成一个能量垒，从而将电流阻断。
总的来说，IGBT的工作原理可以简单概括为，通过控制栅极电压来控制P-N结的击穿和阻断，从而实现对电流的控制。
IGBT因其具有高压、高速、大电流控制能力，被广泛应用于变频调速、逆变器、电力调节等领域。
需要注意的是，IGBT在实际应用中需要考虑到温度、电压、电流等因素的影响，以确保其稳定可靠地工作。
同时，对于IGBT的驱动电路设计也需要特别注意，以充分发挥IGBT的性能优势。
总之，IGBT作为一种重要的功率半导体器件，其工作原理的理解对于电力电子领域的工程师和研究人员来说至关重要。
希望本文能够帮助读者对IGBT的工作原理有一个清晰的认识。
IGBT工作原理
IGBT工作原理1. 引言IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种高压、高电流功率开关器件，广泛应用于电力电子领域。
本文将详细介绍IGBT的工作原理，并解释其在电路中的应用。
2. IGBT的结构IGBT由NPN型晶体管和PNP型晶体管组成，中间由绝缘栅层隔开。
NPN型晶体管负责控制电流，PNP型晶体管负责控制电压。
这种结构使得IGBT既具备晶体管的低导通压降特性，又具备MOSFET的高输入阻抗特性。
3. IGBT的工作原理当正向电压施加在IGBT的集电极和发射极之间时，NPN型晶体管的集电结正向偏置，PNP型晶体管的集电结反向偏置。
此时，IGBT处于关断状态，几乎没有漏电流。
当绝缘栅极施加正向电压时，绝缘栅层下的P型区域形成N型沟道，使NPN型晶体管的集电结反向偏置，PNP型晶体管的集电结正向偏置。
这样，IGBT就进入导通状态，电流可以从集电极流向发射极。
4. IGBT的特性4.1 高电压能力：IGBT可以承受较高的电压，通常可达数百伏特至数千伏特。
4.2 高电流能力：IGBT能够承受较大的电流，通常可达几百安培至几千安培。
4.3 快速开关速度：IGBT的绝缘栅极可以控制其导通和关断速度，使其能够快速切换。
4.4 低导通压降：IGBT的导通压降较低，能够减少功率损耗。
4.5 高输入阻抗：IGBT的绝缘栅极具有高输入阻抗，能够降低驱动电路的功耗。
5. IGBT的应用5.1 变频器：IGBT广泛应用于交流电机的变频调速系统中，能够实现电机的高效率运行。
5.2 电力传输：IGBT可用于高压直流输电系统中，提供高效率的电力传输。
5.3 电力电子设备：IGBT可用于电力电子设备的开关电源、逆变器、电流控制器等部分，提高设备的效率和可靠性。
5.4 汽车电子：IGBT可用于电动汽车的电力控制系统中，提供高效率的电力传输和控制。
6. 总结IGBT是一种高压、高电流功率开关器件，具备低导通压降、高输入阻抗等特点。
IGBT工作原理
IGBT工作原理概述：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种高压、高功率开关器件，广泛应用于电力电子领域。
本文将详细介绍IGBT的工作原理，包括结构、工作模式、特性和应用。
一、结构：IGBT由N沟道MOSFET和双极型晶体管（BJT）的耦合组成。
它的结构类似于MOSFET，但在N沟道MOSFET的基础上添加了PN结，形成了一个PNPN结构。
IGBT的主要部分包括N+型衬底、N-型沟道、P+型基区和N+型漏极。
二、工作模式：1. 关态（Off State）：当控制极（Gate）施加负电压时，IGBT处于关态。
此时，PNPN结中的P+型基区被正向偏置，形成一个导通的PN结。
因此，IGBT处于关断状态，没有漏电流流过。
2. 开态（On State）：当控制极施加正电压时，IGBT处于开态。
此时，控制极的正电压使得PNPN结中的P+型基区被反向偏置，阻断了PN结的导通。
然而，由于N沟道MOSFET的存在，控制极的正电压会形成一个电场，吸引N-型沟道中的电子，使其形成导电通道。
因此，IGBT处于导通状态，允许电流通过。
三、特性：1. 高压能力：IGBT具有较高的耐压能力，可以承受数百伏特的高电压。
这使得IGBT成为高压应用领域的理想选择，例如电力变换器和电动汽车驱动系统。
2. 高功率密度：IGBT具有较高的功率密度，能够在较小的体积内承受大功率。
这使得IGBT在需要高功率输出的应用中具有优势，例如工业驱动器和太阳能逆变器。
3. 快速开关速度：IGBT具有较快的开关速度，可以实现高频率的开关操作。
这使得IGBT在需要高频率开关的应用中表现出色，例如无线通信和医疗设备。
4. 低导通压降：IGBT的导通压降较低，可以减少功率损耗。
这使得IGBT在低能耗要求的应用中更加高效，例如节能照明和电动车充电器。
四、应用：1. 电力变换器：IGBT广泛应用于电力变换器中，用于将电能从一种形式转换为另一种形式。
IGBT工作原理
IGBT工作原理引言：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种功率器件，广泛应用于电力电子领域。
本文将详细介绍IGBT的工作原理，包括结构、工作过程和特点等方面的内容。
一、结构IGBT由三个主要部分组成：N型沟道区、P型基区和N型漏极区。
其中，N 型沟道区和P型基区构成PN结，而P型基区和N型漏极区构成PNP结。
IGBT的结构类似于MOSFET和普通的MOS结构，但其特殊之处在于P型基区的存在。
二、工作过程1. 关态（开关态）：当IGBT的栅极电压为高电平时，栅极和N型沟道区之间形成正向偏置，使得PN结处于导通状态。
此时，电流可以从漏极流向源极，IGBT处于导通状态。
这个过程类似于MOSFET的导通过程。
2. 关断态：当IGBT的栅极电压为低电平时，栅极和N型沟道区之间形成反向偏置，使得PN结处于截止状态。
此时，电流无法从漏极流向源极，IGBT处于截止状态。
这个过程类似于MOSFET的截止过程。
3. 关断过程：当IGBT从导通状态切换到截止状态时，需要通过一定的关断过程来确保电流的截断。
这个过程中，栅极电压逐渐降低，直到PN结完全截止。
三、特点1. 高压能力：IGBT具有较高的耐压能力，可以承受较高的电压。
这使得IGBT成为高压应用领域的理想选择，如电力电子转换器、电动汽车等。
2. 低导通压降：IGBT的导通压降较低，能够减小功率损耗，提高效率。
这使得IGBT在高频应用中具有优势，如变频器、电源等。
3. 高开关速度：IGBT具有较快的开关速度，能够实现快速的开关操作。
这使得IGBT在需要高频率开关的应用中表现出色，如逆变器、交流电机驱动器等。
4. 可靠性高：IGBT的结构设计和材料选择使其具有较高的可靠性和稳定性。
这使得IGBT 在各种恶劣环境下都能正常工作，如高温、高湿度等。
结论：IGBT作为一种重要的功率器件，具有高压能力、低导通压降、高开关速度和高可靠性等优点。
igbt工作原理
igbt工作原理
IGBT，即绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor），是一种常用的功率电子器件。
IGBT结构上同时具备场效应晶体管（MOSFET）和双极型晶体管（BJT）的特点，因此能够实现高电压和高电流的控制。
IGBT的工作原理大致可分为四个阶段：
1. 开启（Turn-On）阶段：当输入信号（称为栅极信号）被应用于IGBT的控制端时，栅极电极上形成强电场，这个电场通过绝缘层作用于底部的N型材料。
这个电场吸引P型材料中的载流子向绝缘层附近靠拢。
2. 激活（Activation）阶段：当达到一定电压时，底部的N型材料中的P-N结将会被击穿，载流子开始穿越绝缘层并进入N型材料。
在激活期间，绝缘层的电容会存储一定电量。
3. 饱和（Saturation）阶段：一旦激活完成，电流开始自绝缘层源源不断地流入P型材料，使其达到饱和状态。
在饱和状态下，整个电流将通过P-N结和N型材料。
4. 关断（Turn-Off）阶段：当栅极信号被取消时，电场在较短的时间内被去激活。
此时，绝缘层上存储的电荷被释放，并迅速恢复到最初的非激活状态。
IGBT进入到可关断状态。
需要注意的是，IGBT的开关速度相对较低，由于其PN结的扩散和复合时间会导致一定的开关延迟。
因此，在高频应用和
快速开关场景中，MOSFET可能会更为适合。
总之，IGBT通过栅极信号的控制，以实现高电压和高电流的
控制，因此在工业控制、变频器、电力传输等应用中广泛使用。
IGBT的工作原理和工作特性
IGBT的工作原理和工作特性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，流过反向基极电流，使IGBT关断。
IGBT的驱动方法和MOSFET基本相同，只需控制输入极N —沟道MOSFET所以具有高输入阻抗特性。
当MOSFET沟道形成后，从P+基极注入到N —层的空穴(少子)，对N —层进行电导调制，减小N —层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低的通态电压。
IGBT 的工作特性包括静态和动态两类：1．静态特性IGBT的静态特性主要有伏安特性、转移特性和开关特性。
IGBT的伏安特性是指以栅源电压Ugs为参变量时，漏极电流与栅极电压之间的关系曲线。
输出漏极电流比受栅源电压Ugs 的控制，Ugs 越高，Id越大。
它与GTR的输岀特性相似•也可分为饱和区1、放大区2和击穿特性3部分。
在截止状态下的IGBT，正向电压由J2结承担，反向电压由J1结承担。
如果无N+缓冲区，则正反向阻断电压可以做到同样水平，加入N+缓冲区后，反向关断电压只能达到几十伏水平，因此限制了IGBT的某些应用范围。
IGBT的转移特性是指输岀漏极电流Id与栅源电压Ugs之间的关系曲线。
它与MOSFET的转移特性相同，当栅源电压小于开启电压Ugs(th)时，IGBT处于关断状态。
在IGBT导通后的大部分漏极电流范围内，Id与Ugs呈线性关系。
最高栅源电压受最大漏极电流限制，其最佳值一般取为15V左右。
IGBT的开关特性是指漏极电流与漏源电压之间的关系。
IGBT处于导通态时，由于它的PNP晶体管为宽基区晶体管，所以其B值极低。
尽管等效电路为达林顿结构，但流过MOSFET 的电流成为IGBT总电流的主要部分。
此时，通态电压Uds(on)可用下式表示：Uds(o n) = Uj1 + Udr + IdRoh (2- 14)式中Uj1 ―― JI结的正向电压，其值为0.7〜IV ;Udr ——扩展电阻Rdr上的压降；Roh——沟道电阻。
igbt模块工作原理
igbt模块工作原理
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）模块是一种高压、高
电流功率开关器件，常用于驱动大功率电机和电力电子系统。
其工作原理如下：
1. IGBT 模块由一个 IGBT 和一个免费轴二极管组成。
IGBT 的构成类似于 MOSFET 和 BJT 的结合体，结合了两者的优点。
具有 MOSFET 的高输入阻抗和低驱动功率特点，和 BJT 的高
电流驱动特点。
2. IGBT 模块的输入端由一个金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）和一个二极管组成。
MOSFET 控制 IGBT 的导通和截断，当 MOSFET 导通时，IGBT 会进入导通状态。
当MOSFET 截断时，IGBT 将会处于截断状态。
3. IGBT 的输出端连接在大功率电路中，用于控制电流的流动。
当 IGBT 导通时，电流可以通过 IGBT 模块。
当 IGBT 截断时，电流将被阻止通过。
4. IGBT 模块的驱动电路需要一个适当的电源，以提供所需的
电流和电压来控制 IGBT 的导通和截断。
驱动电路通常由电路
电源、电流放大器和电位差源组成。
5. IGBT 模块具有快速开关速度、高耐压能力和较低的导通电阻。
在开关过程中，当驱动信号施加在 MOSFET 上时，开关
时间短，使得 IGBT 在导通和截断过程中的功耗降低。
综上所述，IGBT 模块通过 MOSFET 控制 IGBT 的导通和截断
状态，实现电流的开关控制，适用于高压、高电流的功率应用。
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IGBT是什么？IGBT是什么意思？IGBT是什么？如图所示为一个N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构，N+ 区称为源区，附于其上的电极称为源极。
P+ 区称为漏区。
器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极。
沟道在紧靠栅区边界形成。
在漏、源之间的P 型区（包括P+ 和P 一区）（沟道在该区域形成），称为亚沟道区（Subchannel region ）。
而在漏区另一侧的P+ 区称为漏注入区（Drain injector ），它是IGBT 特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP 双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。
附于漏注入区上的电极称为漏极。
IGBT是什么意思？IGBT 的开关作用是通过加正向栅极电压形成沟道，给NPN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。
IGBT 的驱动方法和MOSFET 基本相同，只需控制输入极N一沟道MOSFET ，所以具有高输入阻抗特性。
当MOSFET 的沟道形成后，从P+ 基极注入到N 一层的空穴（少子），对N 一层进行电导调制，减小N 一层的电阻，使IGBT 在高电压时，也具有低的通态电压。
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，绝缘栅双极型晶体管，是由BJT(双极型三极管)和MOS(绝缘栅型场效应管)组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件, 兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点。
GTR饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大;MOSFET驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。
IGBT综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。
非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。
IGBT单管：分立IGBT，封装较模块小，电流通常在50A以下，常见有TO247 TO3P 等封装。
IGBT模块：即模块化封装的IGBT芯片。
常见的有1in1,2in1,6in1等。
PIM模块：集成整流桥+制动单元+三相逆变IPM模块：即智能功率模块，集成门级驱动及保护功能（热保护，过流保护等）的IGBT 模块。
IGBT是强电流、高压应用和快速终端设备用垂直功率MOSFET的自然进化。
由于实现一个较高的击穿电压BVDSS需要一个源漏通道，而这个通道却具有很高的电阻率，因而造成功率MOSFET具有RDS(on)数值高的特征，IGBT消除了现有功率MOSFET的这些主要缺点。
虽然最新一代功率MOSFET器件大幅度改进了RDS(on)特性，但是在高电平时，功率导通损耗仍然要比IGBT 技术高出很多。
较低的压降，转换成一个低VCE(sat)的能力，以及IGBT的结构，同一个标准双极器件相比，可支持更高电流密度，并简化IGBT驱动器的原理图。
IGBT基本结构见图1中的纵剖面图及等效电路。
导通IGBT硅片的结构与功率MOSFET 的结构十分相似，主要差异是IGBT增加了P+ 基片和一个N+ 缓冲层(NPT-非穿通-IGBT技术没有增加这个部分)。
如等效电路图所示(图1)，其中一个MOSFET驱动两个双极器件。
基片的应用在管体的P+和N+ 区之间创建了一个J1结。
当正栅偏压使栅极下面反演P基区时，一个N沟道形成，同时出现一个电子流，并完全按照功率MOSFET的方式产生一股电流。
如果这个电子流产生的电压在0.7V范围内，那么，J1将处于正向偏压，一些空穴注入N-区内，并调整阴阳极之间的电阻率，这种方式降低了功率导通的总损耗，并启动了第二个电荷流。
最后的结果是，在半导体层次内临时出现两种不同的电流拓扑：一个电子流(MOSFET 电流)；空穴电流(双极)。
关断当在栅极施加一个负偏压或栅压低于门限值时，沟道被禁止，没有空穴注入N-区内。
在任何情况下，如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降，集电极电流则逐渐降低，这是因为换向开始后，在N层内还存在少数的载流子(少子)。
这种残余电流值(尾流)的降低，完全取决于关断时电荷的密度，而密度又与几种因素有关，如掺杂质的数量和拓扑，层次厚度和温度。
少子的衰减使集电极电流具有特征尾流波形，集电极电流引起以下问题：功耗升高；交叉导通问题，特别是在使用续流二极管的设备上，问题更加明显。
鉴于尾流与少子的重组有关，尾流的电流值应与芯片的温度、IC 和VCE密切相关的空穴移动性有密切的关系。
因此，根据所达到的温度，降低这种作用在终端设备设计上的电流的不理想效应是可行的，尾流特性与VCE、IC和TC之间的关系如图2所示。
反向阻断当集电极被施加一个反向电压时，J1 就会受到反向偏压控制，耗尽层则会向N-区扩展。
因过多地降低这个层面的厚度，将无法取得一个有效的阻断能力，所以，这个机制十分重要。
另一方面，如果过大地增加这个区域尺寸，就会连续地提高压降。
第二点清楚地说明了NPT器件的压降比等效(IC 和速度相同) PT 器件的压降高的原因。
正向阻断当栅极和发射极短接并在集电极端子施加一个正电压时，P/N J3结受反向电压控制。
此时，仍然是由N漂移区中的耗尽层承受外部施加的电压。
闩锁IGBT在集电极与发射极之间有一个寄生PNPN晶闸管，如图1所示。
在特殊条件下，这种寄生器件会导通。
这种现象会使集电极与发射极之间的电流量增加，对等效MOSFET的控制能力降低，通常还会引起器件击穿问题。
晶闸管导通现象被称为IGBT 闩锁，具体地说，这种缺陷的原因互不相同，与器件的状态有密切关系。
通常情况下，静态和动态闩锁有如下主要区别：当晶闸管全部导通时，静态闩锁出现。
只在关断时才会出现动态闩锁。
这一特殊现象严重地限制了安全操作区。
为防止寄生NPN和PNP晶体管的有害现象，有必要采取以下措施：防止NPN部分接通，分别改变布局和掺杂级别。
降低NPN和PNP晶体管的总电流增益。
此外，闩锁电流对PNP和NPN器件的电流增益有一定的影响，因此，它与结温的关系也非常密切；在结温和增益提高的情况下，P基区的电阻率会升高，破坏了整体特性。
因此，器件制造商必须注意将集电极最大电流值与闩锁电流之间保持一定的比例，通常比例为1：5。
正向导通特性在通态中，IGBT可以按照“第一近似”和功率MOSFET驱动的PNP晶体管建模。
图3所示是理解器件在工作时的物理特性所需的结构元件(寄生元件不考虑在内)。
如图所示，IC是VCE的一个函数(静态特性)，假如阴极和阳极之间的压降不超过0.7V，即使栅信号让MOSFET沟道形成(如图所示)，集电极电流IC也无法流通。
当沟道上的电压大于VGE -Vth 时，电流处于饱和状态，输出电阻无限大。
由于IGBT结构中含有一个双极MOSFET和一个功率MOSFET，因此，它的温度特性取决于在属性上具有对比性的两个器件的净效率。
功率MOSFET的温度系数是正的，而双极的温度系数则是负的。
本图描述了VCE(sat) 作为一个集电极电流的函数在不同结温时的变化情况。
当必须并联两个以上的设备时，这个问题变得十分重要，而且只能按照对应某一电流率的VCE(sat)选择一个并联设备来解决问题。
有时候，用一个NPT进行简易并联的效果是很好的，但是与一个电平和速度相同的PT器件相比，使用NPT会造成压降增加。
动态特性动态特性是指IGBT在开关期间的特性。
鉴于IGBT的等效电路，要控制这个器件，必须驱动MOSFET 元件。
这就是说，IGBT的驱动系统实际上应与MOSFET的相同，而且复杂程度低于双极驱动系统。
如前文所述，当通过栅极提供栅正偏压时，在MOSFET部分形成一个N沟道。
如果这一电子流产生的电压处于0.7V范围内，P+ / N- 则处于正向偏压控制，少数载流子注入N区，形成一个空穴双极流。
导通时间是驱动电路的输出阴抗和施加的栅极电压的一个函数。
通过改变栅电阻Rg (图4)值来控制器件的速度是可行的，通过这种方式，输出寄生电容Cge和Cgc可实现不同的电荷速率。
换句话说，通过改变Rg值，可以改变与Rg (Cge+C**) 值相等的寄生净值的时间常量(如图4所示)，然后，改变*V/dti。
数据表中常用的驱动电压是15V。
一个电感负载的开关波形见图5，di/dt是Rg的一个函数，如图6所示，栅电阻对IGBT的导通速率的影响是很明显的。
因为Rg数值变化也会影响dv/dt斜率，因此，Rg值对功耗的影响很大。
在关断时，再次出现了我们曾在具有功率MOSFET和BJT 器件双重特性的等效模型中讨论过的特性。
当发送到栅极的信号降低到密勒效应初始值时，VCE开始升高。
如前文所述，根据驱动器的情况，VCE达到最大电平而且受到Cge和Cgc的密勒效应影响后，电流不会立即归零，相反会出现一个典型的尾状，其长度取决于少数载流子的寿命。
在IGBT处于正偏压期间，这些电荷被注入到N区，这是IGBT与MOSFET开关对比最不利特性之主要原因。
降低这种有害现象有多种方式。
例如，可以降低导通期间从P+基片注入的空穴数量的百分比，同时，通过提高掺杂质水平和缓冲层厚度，来提高重组速度。
由于VCE(sat) 增高和潜在的闩锁问题，这种排除空穴的做法会降低电流的处理能力。
安全运行区SOA按电流和电压划分，一个IGBT的安全运行区可以分为三个主要区域，如下表所示：这三个区域在图8中很容易识别。
通常每一张数据表都提供了正向导通(正向偏置安全运行区FBSOA)、反向(反向偏置安全运行区RBSOA)和短路(短路安全运行SCSOA)时描述强度的曲线。
详细内容：FBSOA这部分安全运行区是指电子和空穴电流在导通瞬态时流过的区域。
在IC处于饱和状态时，IGBT所能承受的最大电压是器件的物理极限，如图8所示。
RBSOA这个区域表示栅偏压为零或负值但因空穴电流没有消失而IC依然存在时的关断瞬态。
如前文所述，如果电流增加过多，寄生晶体管会引发闩锁现象。
当闩锁发生时，栅极将无法控制这个器件。
最新版的IGBT没有这种类型的特性，因为设计人员改进了IGBT的结构及工艺，寄生SCR的触发电流较正常工作承受的触发电流(典型Ilatch>5 IC 正常)高出很多。
关于闭锁电流分别作为结温和栅电阻的一个函数的变化情况，见图9和10。
SCSOASCSOA是在电源电压条件下接通器件后所测得的驱动电路控制被测试器件的时间最大值。
图11所示是三个具有等效特性但采用不同技术制造的器件的波形及关断时间。
最大工作频率开关频率是用户选择适合的IGBT时需考虑的一个重要的参数，所有的硅片制造商都为不同的开关频率专门制造了不同的产品。
特别是在电流流通并主要与VCE(sat)相关时，把导通损耗定义成功率损耗是可行的。
这三者之间的表达式：Pcond = VCE IC ，其中，是负载系数。