1.5.4 IGBT

在高壓功率電子應用方面，IGBT已經取代硅雙極型晶體管，而且在不遠的將來將有可能取代GTO晶閘管。IGBT的結構于1982年首次提出，如圖1.15所示，它由短溝道MOSFET驅動的寬基區P-N-P晶體管構成。這種結合產生非常高的功率增益，其原因是高輸入阻抗和非平衡載流子注入所產生的低通態壓降。隨著IGBT中寄生晶閘管效應的抑制，器件擁有更大的正反安全工作區。4.5kV、2000A的IGBT模塊已經商品化，這些器件已經代替電力機車的GTO晶閘管。盡管IGBT的性能非常優秀，但為了進一步降低功耗，MOS門極控制的晶閘管結構正被研究探索。具有這種結構的第一類器件是：MCT或MOS-GTO晶閘管，如圖1.16所示。因為MCT不存在FBSOA（正向安全工作區），因此在PWM硬開關方面不能替代IGBT，但它們卻非常適合軟開關方面的應用。

圖1.15 具有飽和電流能力的MOS-雙極型硅功率開關器件的進化

圖1.16 MCT的基本結構與等效電路