絕緣柵雙極電晶體（igbt） 是總線電壓幾百至上千伏的應用的理想之選。作為少數載流子器件，igbt在該電壓範圍內具備優於mosfet的導通特性，同時擁有與mosfet十分相似的柵極結構，能實現輕鬆控制。此外，由於無需採用整合式反向二極體，這使製造商能夠靈活地選擇針對應用優化的快速「復合封裝（co-pak）」二極體 （igbt和二極體採用同乙個封裝），這與固有mosfet二極體相反，固有mosfet二極體的反向恢復電荷qrr和反向恢復時間trr會隨著額定電壓的公升高而增大。
當然，導通效率的提高需要付出代價：igbt通常具備相對較高的開關損耗，這可降低應用開關頻率。這二者之間的權衡以及其他應用和生產注意事項為數代igbt以及不同的子類器件的誕生創造了條件。
眾多的產品使得在選型時採用嚴格的流程變得十分重要，因為這可對電氣效能和成本產生重大影響。
從使用者角度而言，igbt選型過程可實現簡化，如圖1所示。由於該過程具備重複屬性，因此十分適合實現自動化操作。國際整流器公司現已開發出乙個實用的**選型工具，如圖2所示。
這個工具包含ir公司200多種igbt器件的電氣模型和熱模型。
電壓選擇
以往用於110v至220v整流匯流排應用的igbt的額定電壓為600v，而用於三相380v 至440v整流匯流排應用的igbt的額定電壓為1200v。ir還推出數量有限的900v igbt。近幾年來，ir為擴大客戶的選型範圍，又推出了330v器件（通常不用於直接連線市電的應用）。
與mosfet不同，igbt無雪崩額定值，因此確保在最差條件下igbt的電壓低於擊穿電壓額定值十分重要。在這種最差條件下，通常需要考慮以下幾點：
* 採用最大線路輸入電壓的最大總線電壓和最大匯流排過壓（例如電機驅動應用的電氣制動）
* igbt採用最大開關速度（di/dt）、最大雜散電感和最小匯流排電容關斷時的最大過衝電壓
* 最低的工作溫度（由於擊穿電壓具備負溫度係數）
短路安全工作區額定值
這種特性指器件能夠在一定時間內（單位：微秒）承受通過終端輸入的最大總線電壓，並能夠安全關斷。在這種條件下，igbt將會達到其飽和電流（取決於第幾代器件和器件的電流額定值），並有效控制系統的電流，同時耗散大量功率。
儘管所有igbt都具備內在的短路安全工作區（soa）功能，但igbt主要歸類為短路電流額定器件，而不是非短路電流額定器件。短路電流額定器件旨在限制飽和電流，從而限制功耗：這可導致與vce（on）實現平衡，如表1所示。
短路電流額定igbt
如圖3所示，當電機驅動逆變器輸出發生短路時，需要採用這種型別器件。igbt需要能夠承受足夠長的時間，從而使保護電路安全關斷器件。
對於大型工業驅動應用而言，逆變器輸出端與電機之間的長電纜及其相關的寄生電容迫使設計人員增加保護電路的消隱時間，從而避免器件錯誤跳閘。這反過來會提高對igbt的要求。業界已針對這種應用確定了10μs的標準額定值。
ir推出了一系列具備該額定值的器件。
在某些情況下，縮短保護電路的消隱時間是可能的，例如縮短電機直接安裝在逆變器輸出端上的整合式電機驅動器保護電路的消隱時間。在這種情況下，優化器件是可能的。ir推出了一系列具備5μs至6μs短路soa額定值的低vce（on）器件。
非短路電流額定igbt
在電源等應用中，igbt與輸出終端之間會裝配乙個電感器。在這種情況下，輸出終端出現短路會使輸出電感器與直流匯流排實現串聯，從而允許利用電感器控制電流的上公升速度（di/dt）（如圖4所示）。在這種情況下，igbt本身未出現短路，因此其短路保護電路有充足的時間關斷這些器件。
對igbt取消這種要求，使ir能夠推出一系列具備極低vce（on），用於焊接、ups、太陽能和類似應用的非短路電流額定igbt。
速度選擇：關斷行為
對於igbt而言，主要的引數平衡為導通損耗與開關損耗之間的平衡，在這方面特徵拖尾電流發揮了重要作用。晶元設計者可優化這二者之間的平衡，主要取決於應用的開關頻率：表2為4個不同速度的平衡示例。
儘管這是硬開關應用資料表中的重要特性，但軟開關應用也必須要更多地考慮這些特性。在這種情況下，在硬開關條件下比較兩個器件，會得出錯誤的軟開關行為結論。如圖5所示，如果通過增加緩衝電容器實現軟關斷，器件的尾電流相對於在正常硬開關應用中，會起到更大的作用。
鑑於這個原因，在計畫用於這些條件的某些器件中，ir將開始提供在軟開關條件下的開關損耗資訊：
* 在irgp4068dpbf中，ir將提供採用緩衝電容器不同值（確保零電壓開關操作）實現的關斷損耗
* 在irg7i313upbf 和 irg7ic28upbf中，ir將提供在零電壓開關條件下測量的epulse引數值。
封裝選擇
封裝可分為通孔封裝和表面貼裝兩種形式，如圖6所示。通孔封裝具備更廣泛的選擇，適用於高電流額定值，並可實現高效冷卻，如rthcs額定值所示。這些額定值是基於採用隔離技術的典型裝配方法。
表面貼裝器件可簡化裝配，但僅適用於低電流額定值，並且散熱效能要差很多，即使是採用熱過孔。重要的是，要注意，不能採用**d方法裝配通孔器件，因為這些器件無法承受該工藝帶來的高應力。圖6顯示的 **d rthcs額定值是基於典型的電路板裝配條件（具備熱過孔）。
電氣和熱效能分析
為達到特定的應用設計目標，工程師需要對不同器件進行比較。通常比較的內容包括：能效、最大額定電流、最高溫度等引數。
儘管提供spice模型，但在**開關損耗時，很難對引數進行關聯。鑑於這個原因，常見的方法是建立器件行為模型，利用簡單的公式計算在特定應用中的總導通和開關損耗。
對於電機驅動器而言，這種方法可用於計算作為開關頻率（具備固定的？tjs）函式的最大允許電流，如圖7所示：該圖顯示具備類似晶粒尺寸的不同代igbt的導通損耗、開關損耗和散熱效能之間的平衡。
如圖8所示，功率因數校正應用可採用類似的方法。
成本分析
最後階段的成本分析是igbt選型過程不可或缺的一部分，因為它可提供更高的自由度。這可通過圖9內ir igbt選型工具顯示的內容輕鬆看出。該圖顯示了滿足輸入引數的多個不同器件。
它們分別代表了選型流程的不同成本/效能平衡點。
尤其是，它提供了不同代的所有類別產品（如圖10所示），使客戶能夠選擇不同的成本/效能平衡點。平面技術可用於高成本效益的解決方案，而最新的溝槽igbt則具備最優的效能。
IGBT的檢測方法
igbt的定義 igbt是絕緣門極雙極型電晶體 isolated gate bipolar transistor 的代號。也稱為絕緣門極電晶體。由於igbt內具有寄生閘流體，所以也稱作絕緣門極閘流體。由於它將功率場效電晶體 mosfet 和功率電晶體 gtr 的優點集於一身，既具有輸入阻抗高 速度快...
IGBT的測量方法
igbt管的好壞可用指標萬用表的rxlk擋來檢測，或用數字萬用表的 二極體 擋來測量pn結正向壓降進行判斷。檢測前先將igbt管三隻引腳短路放電，避免影響檢測的準確度 然後用指標萬用表的兩枝錶筆正反測g e兩極及g c兩極的電阻，對於正常的igbt管 正常g e兩極與g c兩極間的正反向電阻均為無窮...
IGBT管檢測方法
igbt有三個電極,分別稱為柵極g 也叫控制極或門極 集電極c 亦稱漏極 及發射極e 也稱源極 一 用指標式萬用表對場效電晶體進行判別 1 用測電阻法判別結型場效電晶體的電極 根據場效電晶體的pn結正 反向電阻值不一樣的現象，可以判別出結型場效電晶體的三個電極。具體方法 將萬用表撥在r 1k檔上，任...