IGBT综述
简述IGBT的主要特点和工作原理
简述IGBT的主要特点和工作原理一、简介IGBT，Insulated Gate Bipolar Transistor，是一种复合全控电压驱动功率半导体器件。
由BJT（双极晶体管）和IGFET（绝缘栅场效应晶体管）组成。
IGBT兼有MOSFET 的高输入阻抗和GTR 的低导通压降的优点。
GTR 的饱和电压降低，载流密度大，但驱动电流更大。
MOSFET的驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。
IGBT结合了以上两种器件的优点，驱动功率小，饱和电压降低。
非常适合用于直流电压600V及以上的变流系统，如交流电机、逆变器、开关电源、照明电路、牵引驱动等领域。
IGBT模块是由IGBT（绝缘栅双极晶体管）和FWD（续流二极管）通过特定的电路桥封装而成的模块化半导体产品。
封装后的IGBT模块直接应用于逆变器、UPS不间断电源等设备。
IGBT模块具有节能、安装维护方便、散热稳定等特点。
一般IGBT也指IGBT模块。
随着节能环保等理念的推进，此类产品将在市场上越来越普遍。
IGBT是能量转换和传输的核心器件，俗称电力电子器件的“CPU”，广泛应用于轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车、新能源设备等领域。
二、IGBT的结构下图显示了一种N 沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构。
N+区称为源极区，其上的电极称为源极（即发射极E）。
N基区称为漏区。
器件的控制区为栅极区，其上的电极称为栅极（即栅极G）。
沟道形成在栅区的边界处。
C 极和E 极之间的P 型区域称为子通道区域。
漏极区另一侧的P+ 区称为漏极注入器。
它是IGBT独有的功能区，与漏极区和子沟道区一起构成PNP双极晶体管。
它充当发射极，将空穴注入漏极，进行传导调制，并降低器件的通态电压。
《N沟道增强型绝缘栅双极晶体管》IGBT的开关作用是通过加正栅电压形成沟道，为PNP（原NPN）晶体管提供基极电流，使IGBT导通。
反之，加反向栅压消除沟道，切断基极电流，就会关断IGBT。
IGBT综述分析
IGBT发展综述引言由于电能的广泛应用，所以与之相关的功率处理器件应运而生。
作为电力电子器件发展的核心，功率半导体器件在相当大的程度上决定了各种电力电子体系的运作可靠性以及实现所需成本，因而成为现代电力电子技术发展的重要环节之一。
电力电子技术是一门应用在电力领域的新兴电子技术，就是利用电力电子器件（如晶闸管、IGBT、MOSFET 等）对电能进行变换与控制的技术。
自1957年美国GE公司研制出世界上第一个工业晶闸管开始，电力电子技术得到了迅猛的发展，在当前信息化和工业化社会中，电能的利用无处不在，小到家庭的照明系统，大到机车的牵引，电力电子技术因其功能特征具有高效节能、智能便捷而得到越来越多的应用，在世界范围内，用电总量经过电力电子装置变换和调节的比例已经成为衡量用电水平的重要指标。
功率半导体器件作为电力电子技术的基础，其主要用于电力系统的传输、变换、配送，机车牵引，工业节能，以及智能电路控制系统。
自半导体器件发明以来，依次出现了功率二极管、功率三极管、晶闸管、可控硅、MOSFET、IGBT、Cool MOS 等[4]，根据其工作方式的不同，主要分作两大类：其中一类是门极电流来驱动的器件，其主要代表是晶闸管、可控硅等；另外一类是新型的门极电压控制器件，其主要代表是MOSFET、IGBT 等，这种新型器件驱动电路简单，能实现较高的工作频率。
在其主要范围和应用领域内具有各自的优势。
从以往电力电子技术的发展历史可以看出，功率电子技术是随着理论研究的提高与制造工艺技术的革新而迅速发展的。
自1982 年，通用电气公司和美国无线电公司为解决MOSFET 在高压应用时导通损耗与耐压水平之间的矛盾而提出了绝缘栅双极晶体管（Insulate Gate BipolarTransistor，IGBT）的结构。
为了更进一步改善IGBT 的性能，研究人员针对IGBT的三个重要结构，即MOS 结构、N 型基区（包括N+缓冲层）和P+集电极区，考虑了能够提高器件电特性参数的改进方，尤其是在改善正向饱和压降V CE(sat)和关断时间t off 之间的折中关系方面不遗余力。
IGBT 串联技术综述
3.1.2 复位RCDபைடு நூலகம்位技术 F.V.Robinson等人于2007年提出了基于复位原
理的RCD钳位技术[4]如3所示。这种方法拥有RC或 RCD缓冲电路的简单性，并很容易被应用在电路中。 且由于缓冲电容没有完全放电，所以功率损耗较为 减少。其中Vrst=VDC/n(n为串联功率管的个数)。 3.2 门侧控制技术
二极管被击穿，此时一个额外的信号会加在驱动上， 最终实现对过电压的控制。该法电路简单，容易实 现。但是当某个开关管被钳位后齐纳二极管承受较 大的电压并流过电流，这时它上面有很大的损耗。 因此效率会受到影响。 b) 齐纳二极管、电容钳位电路
为了改进齐纳二极管钳位技术，J.Saiz等人于 2001年提出如图12所示电路[14]。与齐纳二极管钳位 技术相比，增加了一个电容C1，两个电阻R1和R2 与另外一个齐纳二极管Z2。当某个开关管的集电极 电压达到Z1的击穿电压时，由于C1的存在使得Cgs 增大，这个开关管的速度被减缓。Z2实现了集电极 -发射极电压被钳位在需要的值。J.Saiz采用这种方 法在300kV/400A的电路中，使用3只1700V的IGBT 进行了实验。通过对电路中各个参数的影响进行分 析后发现，IGBT拖尾电流的不同会严重影响钳位电 路的功率损耗，尤其是钳位齐纳二极管Z1，同时仔 细设计钳位电路的参数可以对平衡效果、损耗和电 路体积之间进行折中。
以上的有源补偿方法，每个功率管的端电压都 需要采样反馈给控制电路。这导致了电路的复杂化， 并且随着驱动电路器件数量的增加，控制电路的可 靠性降低。J.W.Baek等人于2000年提出如图9所示电 路[11]实现了对端电压钳位作用。该电路由两个电容、 一个二极管和三个电阻组成，全部为无源器件。图9 中R1和R2实现串联IGBT的静态均压，而C1和C2实现 动态均压。当串联的每一个IGBT端电压均衡时，二 极管D阻断了辅助电路与驱动信号，这时候辅助电 路不影响开关管。这个辅助电路主要有6个工作模 态，在文献[11]中有具体的分析。辅助电路同时解决 了动态和静态平衡问题。且它的动态性能很好，不
车规级IGBT简介演示
车规级IGBT简介演示汇报人：2023-12-12•IGBT简介•车规级IGBT•国内外IGBT发展现状及趋势目录•车规级IGBT的未来发展方向•车规级IGBT的挑战与对策•车规级IGBT的应用案例01 IGBT简介IGBT全称为绝缘栅双极型晶体管，是一种复合全控型电压驱动式功率半导体器件，由双极型三极管（BJT）和绝缘栅型场效应管（IGFET）组成。
它兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，既可以作为高输入阻抗的MOS型器件，也可以作为低导通压降的GTR器件。
IGBT定义IGBT的工作原理是通过控制输入极MOSFET的栅极电压来控制开断，其结构中栅极电压决定了IGBT的通断。
当栅极电压为高电平时，MOSFET内的沟道形成，电子从源极流入，经过沟道到漏极，形成电流，IGBT导通。
当栅极电压为低电平时，MOSFET内的沟道消失，电子无法形成电流，IGBT关断。
IGBT工作原理IGBT被广泛应用于电力电子装置中，包括电动汽车、电力机车、新能源发电等领域。
在电力机车中，IGBT用于牵引和辅助电源系统。
在电动汽车中，IGBT用于驱动电机、电池管理和充电系统等。
在新能源发电领域，IGBT用于太阳能和风能发电系统中的逆变器、DC/DC 转换器和AC/DC转换器等。
IGBT主要应用领域02车规级IGBT车规级IGBT是一种半导体元器件，专为汽车应用而设计，具有高效能、高可靠性和高安全性。
背景随着新能源汽车市场的不断扩大，车规级IGBT的需求也日益增长。
这种元器件已成为电动汽车、混合动力汽车和燃油汽车等车辆中不可或缺的一部分。
车规级IGBT具有高效的电能转换能力，能够提高车辆的能源利用效率，从而增加续航里程。
高效能高可靠性高安全性车规级IGBT能够在恶劣的工作环境下保持稳定的性能表现，如高温、低温、高湿和颠簸等。
车规级IGBT的设计注重安全性能，能够在发生故障时快速切断电源，保护车辆和乘客的安全。
关于igbt发展历程
关于igbt发展历程一、第一代IGBT的诞生：IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）即绝缘栅双极晶体管，是一种集成了MOSFET和晶体管特性的功率开关器件。
它的研发历史可以追溯到上世纪70年代。
在1977年，德国的A. Volke教授首次提出了IGBT的概念。
但当时的技术条件还不成熟，无法实现高电压和大电流的要求。
二、第二代IGBT的突破：随着技术的进步和发展，第二代IGBT在上世纪80年代初开始研发。
1982年，美国的哈里·伦特（Harry Lundberg）发明了“斯克龙基特（SCT）”结构的IGBT，实现了绝缘栅结构和PN结的结合，大大提高了器件的性能。
1985年，日本东芝公司首次实现了IGBT的商业化生产，这标志着第二代IGBT正式进入市场。
这种IGBT具备了较高的开关速度和较低的导通压降，逐渐在工业领域取代了传统的功率晶体管和MOSFET。
三、第三代IGBT的突破：在上世纪90年代，第三代IGBT开始崭露头角。
1995年，德国的Infineon Technologies公司提出了“反极型（Field Stop）”技术，将“感应层”引入IGBT结构中。
这种技术使得第三代IGBT具备了更低的导通压降和更高的开关速度，提高了器件的效率。
2000年，意大利的STMicroelectronics公司研发了第三代IGBT的另一种结构——“细槽型（Trench IGBT）”。
相比于传统结构，细槽型IGBT具有更低的导通压降和更高的开关速度。
四、第四代IGBT的创新：随着技术的不断进步，迎来了第四代IGBT的创新发展。
2011年，美国国家能源技术实验室（National Renewable Energy Laboratory）与Cree公司合作研发出了第四代超结构voltage-resistance (SJVR) IGBT。
这种IGBT结构的特点是具有较低的尺寸和导通损耗，并能在高温环境下工作。
IGBT原理介绍
要
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor),也 称 为 绝 缘 栅 双 极 晶 体 管 ,是 一 种复 合 了 功率 场 效 应管 和 电 力晶 体 管 的优 点 而 产生 的 一 种新 型 复 合器 件,它 同 时 具 有 MOSFET 的 高 速 开 关 及 电 压 驱 动 特 性 和 双 极 晶 体 管 的 低 饱 和 电 压 特 性 及 易 实 现 较 大 电 流 的 能 力 ，既 具 有 输 入 阻 抗 高 、工 作 速 度 快 、热 稳 定 性 好 和 驱 动 电 路 简 单 的 优 点 ，又 具 有 通 态 电 压 低 、耐 压 高 和 承 受 电 流 大 的 优 点 ， 这 使 得 I G B T 成 为 近 年 来 电 力 电 子 领 域 中 尤 为 瞩 目 的 电 力 电 子 驱 动 器 件 ，并 且得到越来越广泛的应用。
3 IGBT的 结 构 特 点 和 工 作 原 理 .................................................................2
4 IGBT的 驱 动 电 路 和 保 护 ...........................................................................4
edgatbipolartransist同时具有mosfet的高速开关及电压驱动特性和双极晶体管的低饱和电压特性及易实现较大电流的能力既具有输入阻抗高工作速度快热稳定性好和驱动电路简单的优点又具有通态电压低耐压高和承受电流大的优点这使得gbt成为近年来电力电子领域中尤为瞩目的电力电子驱动器件并且得到越来越广泛的应用
6 IGBT模 块 的 选 择 和 测 试 .........................................................................12
IGBT物理结构及其性能浅说
IGBT物理结构及其性能浅说IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是一种广泛应用于功率电子领域的半导体器件。
它是MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）和BJT（双极性结型晶体管）的结合体，融合了两者的优点，具有高开关频率、低导通压降和高功率处理能力的特点。
IGBT的基本结构包括PN结组成的嵌入式的双极型结型晶体管和金属-氧化物-半导体(MOS)栅极结构。
它的主要组成部分包括N型注入区、P型注入区、N型阻挡层、P型嵌入区和MOS栅极结构。
N型注入区和P型注入区形成PN结，N型阻挡层用于隔离表面PN结和加高击穿电压，P型嵌入区用于增强PN结的耐压能力，MOS栅极结构用于控制PN结的导电性。
IGBT的工作原理可以简单概括为三个阶段：导通阶段、关断阶段和过渡阶段。
在导通阶段，高电压施加在PN结上，导电发生在PN结的欧姆电极。
这个过程中，MOS栅极结构导致导电层带电荷重新分布。
在关断阶段，栅极电压降低，在PN结的有限电导条件下进入关断状态。
在过渡阶段，电流从导通到关断状态过渡。
IGBT的性能取决于多个因素。
首先，IGBT具有高击穿电压能力，这使得它能够承受较高的电压。
其次，IGBT具有低导通压降，使其适用于高效能力电子系统。
第三，IGBT具有高开关速度，这意味着在开关操作时能够迅速响应。
此外，IGBT还具有较高的电流承载能力和较低的开关损耗。
IGBT的应用非常广泛，包括电力电子转换、驱动系统、电动车、太阳能和风能发电等。
在电力电子转换中，IGBT广泛应用于逆变器、交流调压器和电压调制器等设备，用于稳定电力和转换电力。
在电动车中，IGBT被用于控制电池电流，控制电机转速和电动机转矩。
在可再生能源领域，IGBT被用于控制和转换太阳能和风能发电系统的电能。
总而言之，IGBT是功率电子领域中一种重要的半导体器件，它融合了MOSFET和BJT的优点，具有高开关频率、低导通压降和高功率处理能力的特点。
车规级IGBT简介演示
汇报人： 2024-01-08
目录
• IGBT简介 • 车规级IGBT的特点与优势 • 车规级IGBT的应用实例 • 车规级IGBT的未来发展 • 结论
01
IGBT简介
IGBT定义
01
IGBT是绝缘栅双极晶体管的简称 ，是一种复合全控型电压驱动式 功率半导体器件。
02
它结合了晶体管和绝缘栅场效应 管的优点，具有高输入阻抗、低 导通压降、低开关损耗等特点。
在电机控制中，IGBT可以控制电机的启动、停止和速度调节 ；在充电系统中，IGBT可以实现高效的充电和放电；在发动 机控制中，IGBT可以精确控制燃油喷射和点火时间。
02
车规级IGBT的特点与优势
车规级IGBT的特点与优势
• 车规级IGBT（绝缘栅双极晶体管）是一种广泛应用于汽车 领域的电力电子器件。它具有高效能、高可靠性、耐高温 和长寿命等特点，是新能源汽车和传统汽车中极为关键的 元件之一。
IGBT工作原理
IGBT在工作时，通过控制输入端晶 体管的栅极电压来控制输出端晶体管 的通断，从而实现电压和电流的调节 。
当输入端晶体管的栅极电压为高电平 时，输出端晶体管导通，电流从源极 流向漏极；当栅极电压为低电平时， 输出端晶体管截止，电流截止。
IGBT在汽车中的应用
在汽车中，IGBT主要用于电机控制、充电系统、发动机控制 等领域。
04
车规级IGBT的未来发展
车规级IGBT的未来发展
• 车规级IGBT（绝缘栅双极晶体管 ）是一种广泛应用于汽车电子系 统的功率半导体器件。它能够实 现高效率、高功率密度的电能转 换，是新能源汽车、电机驱动、 充电设施等领域的核心元件。本 演示文稿将简要介绍车规级IGBT 的基本原理、应用场景、技术发 展趋势以及市场前景。
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引言由于电能的广泛应用，所以与之相关的功率处理器件应运而生。
作为电力电子器件发展的核心，功率半导体器件在相当大的程度上决定了各种电力电子体系的运作可靠性以及实现所需成本，因而成为现代电力电子技术发展的重要环节之一。
电力电子技术是一门应用在电力领域的新兴电子技术，就是利用电力电子器件（如晶闸管、 IGBT、 MOSFET 等）对电能进行变换与控制的技术。
自1957年美国GE公司研制出世界上第一个工业晶闸管开始，电力电子技术得到了迅猛的发展，在当前信息化和工业化社会中，电能的利用无处不在，小到家庭的照明系统，大到机车的牵引，电力电子技术因其功能特征具有高效节能、智能便捷而得到越来越多的应用，在世界范围内，用电总量经过电力电子装置变换和调节的比例已经成为衡量用电水平的重要指标。
功率半导体器件作为电力电子技术的基础，其主要用于电力系统的传输、变换、配送，机车牵引，工业节能，以及智能电路控制系统。
自半导体器件发明以来，依次出现了功率二极管、功率三极管、晶闸管、可控硅、 MOSFET、 IGBT、 Cool MOS 等[4]，根据其工作方式的不同，主要分作两大类：其中一类是门极电流来驱动的器件，其主要代表是晶闸管、可控硅等；另外一类是新型的门极电压控制器件，其主要代表是MOSFET、IGBT 等，这种新型器件驱动电路简单，能实现较高的工作频率。
在其主要范围和应用领域内具有各自的优势。
从以往电力电子技术的发展历史可以看出，功率电子技术是随着理论研究的提高与制造工艺技术的革新而迅速发展的。
自1982 年，通用电气公司和美国无线电公司为解决MOSFET 在高压应用时导通损耗与耐压水平之间的矛盾而提出了绝缘栅双极晶体管（ Insulate Gate BipolarTransistor，IGBT）的结构。
为了更进一步改善IGBT 的性能，研究人员针对IGBT的三个重要结构，即MOS 结构、N 型基区（包括N+缓冲层）和P+集电极区，考虑了能够提高器件电特性参数的改进方，尤其是在改善正向饱和压降V CE(sat)和关断时间t off 之间的折中关系方面不遗余力。
IGBT提出以来，已经历三十几年的快速发展，各大科研机构及功率半导体公司争先投入巨额资金开发IGBT器件。
随着工艺水平的不断提高以及工艺设备的不断更新与换代，其电性能参数与可靠性也日趋完善。
针对不断发展起来的IGBT 产品，人们多以各阶段V CE(sat)和t off 的典型值作为划分的依据。
1.按照漂移区的发展历程IGBT 最早出现的产品是 PT-IGBT（punch-through IGBT，穿通型 IGBT），它是在较厚的高浓度P+衬底上外延生长一层N+缓冲层，再外延生长一层 N-层，然后在外延层 N-的表面制作 MOS 结构部分，最终形成 PNPN 四层结构[8]，由于PT-IGBT 的 N-外延层厚度比较小，器件发生击穿之前，N-区完全耗尽，电场在N+缓冲层截止，最后器件击穿时，器件纵向电场呈梯形分布，因此这种用外延层工艺制造的IGBT 器件称为 PT-IGBT，这种穿通型器件唯一的优点是正向压降很低。
PT-IGBT的硅片外延层较厚，制造工艺复杂，价格比较高，并且PT-IGBT的 P+集电区厚度很大，浓度高，器件正向工作时，空穴注入效率很大，直接导致器件关断时的拖尾电流和关断时间很大。
为了解决这一问题，需要采用寿命控制技术，这就导致 PT-IGBT 的正向压降具有负的温度系数，这对器件的并联是不利的。
并且高温情况下，器件容易烧毁。
因此，PT-IGBT适合于低频低温条件下工作。
NPT-IGBT（Non Punch through-IGBT,非穿通 IGBT）是使用 FZ 硅在正面制作MOS 结构后，将背面减薄至所需要的厚度，再进行背部 B 离子注入，形成 P 型集电极，最终形成 PNPN 四层结构，与 PT–IGBT 名字由来相同，NPT-IGBT 结构在器件正向阻断击穿时，未耗尽至 P 集电极区，电场在 N-漂移区截止，纵向电场呈三角形分布，因此称为非穿通型 IGBT。
NPT-IGBT 结构背部采用离子注入的方式，并且退火温度很低，形成的 P 型集电极区的浓度和厚度很低，这样器件正向导通过程中，集电极空穴注入效率很低，IGBT 关断过程中，N-区的载流子可以很快的复合掉，这有利于提高器件的开关速度。
NPT-IGBT 具有正温度系数，易于器件的并联。
因此，NPT 型 IGBT 结构的出现是功率器件的重大突破，它使得相互矛盾的各个参数性能得到全面的改善，使得器件能够运用到高温高功率领域，具有较高的可靠性，完美解决了 PT 型 IGBT 的不足。
随着器件耐压的提高， NPT 型 IGBT 结构的芯片厚度较大，导致器件的导通电阻及开关损耗增大。
PT 型 IGBT 芯片因为具有电场截止层而具有较低的正向压降，所以，在 NPT 结构的基础上也采用电场截止层即 FS 层，可以有效的降低芯片的正向压降和开关损耗，这种器件称为 FS-IGBT。
工艺上，FS-IGBT 使用的是FZ 硅片，在制造正面 MOS 部分前，通过离子注入或者扩散的方法形成背部 N-buffer层，最后背部 B 离子注入，最终形成 PNPN 四层结构，FS-IGBT兼具了 NPT 型与 PT 型 IGBT 的优点，制造方法不是像 PT 型器件那样做在 P+衬底上，而是使用统一的 FZ 硅片，采用透明集电区技术，因而集电极的发射效率很低，而不需要像 PT-IGBT 那样采用寿命控制技术。
因此，FS-IGBT 的工作更类似NPT-IGBT 而不是 PT-IGBT，具有正温度系数，易于器件并联。
然而 FS-IGBT 的工作性能并不是那么完美，FS-IGBT 正向工作时N-buffer 层存储的载流子浓度较小，器件关断时，器件耗尽到 N-buffer 层时，抽取的载流子浓度减小，电流迅速下降，产生较高的 di/dt,这种电流的突变会产生较高的电压过冲，甚至对器件产生损坏。
为了改善器件关断过程中产生的高的电压过冲，在器件FS 层进行优化改进，采用软穿通(SPT)结构。
SPT 结构的缓冲层采用扩散工艺，缓冲层的厚度较大，浓度低，并且浓度变化梯度较小，因此器件正向导通过程中由 N-区过渡到 N+缓冲层的载流子浓度变化较小，当器件关断过程中电流变化较小，从而降低了过冲电压，使得电流下降区域与拖尾点更加平稳，改善器件 EMC特性。
2.按MOS 结构来划分IGBT 可分为平面型IGBT 和沟槽栅IGBT 两种，前者具有更低的饱和电流，因而短路能力更好，然而，后者的正向导通电阻R ON 中没有JFET 电阻，正向导通压降较低。
Trench-FS 型IGBT 有效结合了两种技术的优势，将沟槽栅结构与场终止结构做在了同一器件中，不仅导通损耗低，抗闩锁能力得到了进一步增强，而且短路能力也有所提高，此外，一些最新的产品还通过优化电场截止缓冲层等方式，大幅提高了相关的优良指数，比如，富士公司第六代V 系列IGBT、英飞凌公司第五代Trench-stop 系列等。
近年来，随着工艺水平的不断发展，发射极载流子浓度增强技术也在不断的发展。
2010年ManabuTakei等人通过在p-base层下方引入埋氧化层的方式提出了DB(Dielectric Barrier)IGBT结构，埋人器件p-base 层下方的氧化层直接将大部分p-base层和N型漂移区隔离开来。
在正向导通时，埋氧层直接阻止空穴流向p-base层，从而在埋氧层下形成空穴的积累达到载流子浓度增强的效果。
2012-2013年Masakiyo Sumitomo等人连续报道了通过优化沟槽刻蚀工艺实现的PNM(PartiallyNarrow Mesa Structure)IGBT结构，并通过应用双栅控制技术对器件性能进行了优化，获得了优异的正向导通压降和关断损耗的折中该结构具有上细下粗的沟槽栅结构，从而在不需要进一步减小沟槽栅间距的情况下实现了栅极下方空穴的积累，实现了载流子浓度增强的目的。
2013年Jun Hu等人通过利用沟槽提供的电场屏蔽作用实现了高性能的平面栅发射极载流子增强结构，并获得了小的栅电容和大的短路安全工作区。
同时，为了改善传统CSTBT 结构载流子存储层掺杂浓度与器件耐压之间的矛盾关系，进一步优化正向导通时漂移区的载流子浓度分布，在传统CSTBT结构的基础上笔者进一步提出了具有P 型埋层结构的CSTBT结构。
3.集电极工程技术和逆导型IGBTIGBT的关断过程就是IGBT基区中存储的大量过剩载流子的复合和抽取过程。
如果能够降低基区中存储的过剩载流子数目并在器件关断时提供载流子的抽取通道，则显然能够有效的减小器件的关断时间，当然这在一定程度上会减弱器件正向导通时的电导调制效应，增加正向导通压降。
降低器件集电极注入效率是减小基区中存储的过剩载流子数目的有效手段。
透明阳极技术正是这样一种集电极(阳极)工程技术。
在传统IGBT结构的基础上，通过采用较低的集电极掺杂浓度和较薄的集电极厚度，透明阳极结构可显著改善器件的关断特性，减小关断损耗。
由于透明阳极结构的集电极掺杂浓度较低，在实际工艺中可能存在集电极的欧姆接触问题，为了改善这一特性在传统透明阳极结构的基础上又进一步发展了双缓冲层阳极、Striped Anode和Segmented N+P／P+Anode(SA—NPN)例等新结构。
另一类重要的集电极工程技术是阳极短路(Anode Shorted)结构∞8|。
与透明阳极结构相比，阳极短路结构直接将部分集电极掺杂由P型改为n型，使漂移区与集电极相连。
n+区一方面可以在正向导通时有效降低集电极发射效率，另一方面在反向恢复时可以抽取器件漂移区中存储的过剩载流子以加快器件的关断过程，从而改善器件的性能。
然而对于传统的阳极短路结构，正向导通时的snapback 现象是困扰其应用的主要问题，为了改善snapback现象，通过在n buffer或漂移区中引人与n+区串联的JFET电阻，笔者所在小组提出了n-region-controlled 阳极和双阳极等器件新结构。
所提出的结构较好地解决了传统阳极短路结构的snapback现象，并可获得好的器件关断特性，以及正向导通压降和关断损耗的折中。
在现代电力电子系统中，IGBT通常需要与反并联的快恢复二极管(Fast Recovery Diode)配合使用。
因此将IGBT与FRD单片地集成在同一硅片上的逆导型IGBT(Reverse Conducting IGBT)得到了广泛的关注。
逆导型IGBT在结构上与阳极短路结构基本相同，所不同的是逆导型IGBT需要工作在IGBT和FRD两种模式下。