該電場會阻止P區(qū)空穴繼續(xù)向N區(qū)擴散。倘若我們在發(fā)射結(jié)添加一個正偏電壓（p正n負），來減弱內(nèi)建電場的作用，就能使得空穴能繼續(xù)向N區(qū)擴散。擴散至N區(qū)的空穴一部分與N區(qū)的多數(shù)載流子——電子發(fā)生復合，另一部分在集電結(jié)反偏（p負n正）的條件下通過漂移抵達集電極，形成集電極電流。值得注意的是，N區(qū)本身的電子在被來自P區(qū)的空穴復合之后，并不會出現(xiàn)N區(qū)電子不夠的情況，因為b電極（基極）會提供源源不斷的電子以保證上述過程能夠持續(xù)進行。這部分的理解對后面了解IGBT與BJT的關(guān)系有很大幫助。MOSFET：金屬-氧化物-半導體場效應晶體管，簡稱場效晶體管。內(nèi)部結(jié)構(gòu)（以N-MOSFET為例）如下圖所示。MOSFET內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號在P型半導體襯底上制作兩個N+區(qū)，一個稱為源區(qū)，一個稱為漏區(qū)。漏、源之間是橫向距離溝道區(qū)。在溝道區(qū)的表面上，有一層由熱氧化生成的氧化層作為介質(zhì)，稱為絕緣柵。在源區(qū)、漏區(qū)和絕緣柵上蒸發(fā)一層鋁作為引出電極，就是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。上節(jié)我們提到過一句，MOSFET管是壓控器件，它的導通關(guān)斷受到柵極電壓的控制。我們從圖上觀察，發(fā)現(xiàn)N-MOSFET管的源極S和漏極D之間存在兩個背靠背的pn結(jié)，當柵極-源極電壓VGS不加電壓時。 IGBT是將強電流、高壓應用和快速終端設(shè)備用垂直功率MOSFET的自然進化。浙江代理SEMIKRON西門康IGBT模塊哪里有賣的
分兩種情況：②若柵-射極電壓UGE＜Uth，溝道不能形成，IGBT呈正向阻斷狀態(tài)。②若柵-射極電壓UGE＞Uth，柵極溝道形成，IGBT呈導通狀態(tài)（正常工作）。此時，空穴從P+區(qū)注入到N基區(qū)進行電導調(diào)制，減少N基區(qū)電阻RN的值，使IGBT通態(tài)壓降降低。IGBT各世代的技術(shù)差異回顧功率器件過去幾十年的發(fā)展，1950-60年代雙極型器件SCR,GTR,GTO，該時段的產(chǎn)品通態(tài)電阻很小；電流控制，控制電路復雜且功耗大；1970年代單極型器件VD-MOSFET。但隨著終端應用的需求，需要一種新功率器件能同時滿足：驅(qū)動電路簡單,以降低成本與開關(guān)功耗、通態(tài)壓降較低，以減小器件自身的功耗。1980年代初,試圖把MOS與BJT技術(shù)集成起來的研究，導致了IGBT的發(fā)明。1985年前后美國GE成功試制工業(yè)樣品（可惜后來放棄）。自此以后，IGBT主要經(jīng)歷了6代技術(shù)及工藝改進。從結(jié)構(gòu)上講，IGBT主要有三個發(fā)展方向：1）IGBT縱向結(jié)構(gòu)：非透明集電區(qū)NPT型、帶緩沖層的PT型、透明集電區(qū)NPT型和FS電場截止型；2）IGBT柵極結(jié)構(gòu)：平面柵機構(gòu)、Trench溝槽型結(jié)構(gòu)；3）硅片加工工藝：外延生長技術(shù)、區(qū)熔硅單晶；其發(fā)展趨勢是：寧夏代理SEMIKRON西門康IGBT模塊哪家好高壓領(lǐng)域的許多應用中，要求器件的電壓等級達到10KV以上，目前只能通過IGBT高壓串聯(lián)等技術(shù)來實現(xiàn)高壓應用。
這部分在定義當中沒有被提及的原因在于它實際上是個npnp的寄生晶閘管結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)對IGBT來說是個不希望存在的結(jié)構(gòu)，因為寄生晶閘管在一定的條件下會發(fā)生閂鎖，讓IGBT失去柵控能力，這樣IGBT將無法自行關(guān)斷，從而導致IGBT的損壞。具體原理在這里暫時不講，后續(xù)再為大家更新。2、IGBT和BJT、MOSFET之間的因果故事BJT出現(xiàn)在MOSFET之前，而MOSFET出現(xiàn)在IGBT之前，所以我們從中間者MOSFET的出現(xiàn)來闡述三者的因果故事。MOSFET的出現(xiàn)可以追溯到20世紀30年代初。德國科學家Lilienfeld于1930年提出的場效應晶體管概念吸引了許多該領(lǐng)域科學家的興趣，貝爾實驗室的Bardeem和Brattain在1947年的一次場效應管發(fā)明嘗試中，意外發(fā)明了電接觸雙極晶體管（BJT）。兩年后，同樣來自貝爾實驗室的Shockley用少子注入理論闡明了BJT的工作原理，并提出了可實用化的結(jié)型晶體管概念。1960年，埃及科學家Attala及韓裔科學家Kahng在用二氧化硅改善BJT性能的過程中意外發(fā)明了MOSFET場效應晶體管，此后MOSFET正式進入功率半導體行業(yè)，并逐漸成為其中一大主力。發(fā)展到現(xiàn)在，MOSFET主要應用于中小功率場合如電腦功率電源、家用電器等。
所有人都知道IGBT的標準定義，但是很少有人詳細地、系統(tǒng)地從這句話抽絲剝繭，一層一層地分析為什么定義里說IGBT是由BJT和MOS組成的，它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系，在應用的時候，什么時候能選擇IGBT、什么時候選擇BJT、什么時候又選擇MOSFET管。這些問題其實并非很難，你跟著我看下去，就能窺見其區(qū)別及聯(lián)系。為什么說IGBT是由BJT和MOSFET組成的器件？要搞清楚IGBT、BJT、MOSFET之間的關(guān)系，就必須對這三者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理有大致的了解。BJT：雙極性晶體管，俗稱三極管。內(nèi)部結(jié)構(gòu)（以PNP型BJT為例）如下圖所示。BJT內(nèi)部結(jié)構(gòu)及符號如同我上篇文章（IGBT這玩意兒——從名稱入手）講的，雙極性即意味著器件內(nèi)部有空穴和電子兩種載流子參與導電，BJT既然叫雙極性晶體管，那其內(nèi)部也必然有空穴和載流子，理解這兩種載流子的運動是理解BJT工作原理的關(guān)鍵。由于圖中e（發(fā)射極）的P區(qū)空穴濃度要大于b（基極）的N區(qū)空穴濃度，因此會發(fā)生空穴的擴散，即空穴從P區(qū)擴散至N區(qū)。IGBT模塊的電壓規(guī)格與所使用裝置的輸入電源即試電電源電壓緊密相關(guān)。
而是為了保護IGBT脆弱的反向耐壓而特別設(shè)置的，又稱為FWD（續(xù)流二極管）。二者內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同MOSFET的三個極分別是源極(S)、漏極(D)和柵極(G)。IGBT的三個極分別是集電極(C)、發(fā)射極(E)和柵極(G)。IGBT是通過在MOSFET的漏極上追加層而構(gòu)成的。它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖：二者的應用領(lǐng)域不同MOSFET和IGBT內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，決定了其應用領(lǐng)域的不同。由于MOSFET的結(jié)構(gòu)，通常它可以做到電流很大，可以到上KA，但是前提耐壓能力沒有IGBT強。其主要應用領(lǐng)域為于開關(guān)電源，鎮(zhèn)流器，高頻感應加熱，高頻逆變焊機，通信電源等高頻電源領(lǐng)域。IGBT可以做很大功率，電流和電壓都可以，就是一點頻率不是太高，目前IGBT硬開關(guān)速度可以到100KHZ，IGBT集中應用于焊機，逆變器，變頻器，電鍍電解電源，超音頻感應加熱等領(lǐng)域。MOSFET與IGBT的主要特點MOSFET具有輸入阻抗高、開關(guān)速度快、熱穩(wěn)定性好、電壓控制電流等特性，在電路中，可以用作放大器、電子開關(guān)等用途。IGBT作為新型電子半導體器件，具有輸入阻抗高，電壓控制功耗低，控制電路簡單，耐高壓，承受電流大等特性，在各種電子電路中獲得極的應用。IGBT的理想等效電路如下圖所示，IGBT實際就是MOSFET和晶體管三極管的組合。 IGBT的開關(guān)速度低于MOSFET，但明顯高于GTR。貴州SEMIKRON西門康IGBT模塊哪里有賣的
IGBT模塊具有節(jié)能、安裝維修方便、散熱穩(wěn)定等特點。浙江代理SEMIKRON西門康IGBT模塊哪里有賣的
具有門極輸入阻抗高、驅(qū)動功率小、電流關(guān)斷能力強、開關(guān)速度快、開關(guān)損耗小等優(yōu)點。隨著下游應用發(fā)展越來越快，MOSFET的電流能力顯然已經(jīng)不能滿足市場需求。為了在保留MOSFET優(yōu)點的前提下降低器件的導通電阻，人們曾經(jīng)嘗試通過提高MOSFET襯底的摻雜濃度以降低導通電阻，但襯底摻雜的提高會降低器件的耐壓。這顯然不是理想的改進辦法。但是如果在MOSFET結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上引入一個雙極型BJT結(jié)構(gòu)，就不僅能夠保留MOSFET原有優(yōu)點，還可以通過BJT結(jié)構(gòu)的少數(shù)載流子注入效應對n漂移區(qū)的電導率進行調(diào)制，從而有效降低n漂移區(qū)的電阻率，提高器件的電流能力。經(jīng)過后續(xù)不斷的改進，目前IGBT已經(jīng)能夠覆蓋從600V—6500V的電壓范圍，應用涵蓋從工業(yè)電源、變頻器、新能源汽車、新能源發(fā)電到軌道交通、國家電網(wǎng)等一系列領(lǐng)域。IGBT憑借其高輸入阻抗、驅(qū)動電路簡單、開關(guān)損耗小等優(yōu)點在龐大的功率器件世界中贏得了自己的一片領(lǐng)域。總體來說，BJT、MOSFET、IGBT三者的關(guān)系就像下面這匹馬當然更準確來說，這三者雖然在之前的基礎(chǔ)上進行了改進，但并非是完全替代的關(guān)系，三者在功率器件市場都各有所長，應用領(lǐng)域也不完全重合。因此，在時間上可以將其看做祖孫三代的關(guān)系。 浙江代理SEMIKRON西門康IGBT模塊哪里有賣的