高铁中的IGBT是什么?
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发布时间：2022-04-23 09:33
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热心网友
时间：2023-10-09 15:42
IGBT是可控器件，即可通过开关信号控制它的门极实现CE间输出关断。现在热门的高铁、风电、光伏、电动汽车等新能源行业中DC-AC的开关器件，将母线上的直流电转化为交流输出，也就是常说的逆变单元。相近应用的元件比较，IGBT较GTO具备更高的开关频率，较MOS具备更高的耐压。
IGBT相对于MOSFET的缺点有二：
1）开关速度低。
2）同时有多子和少子起作用，这导致他工作的时候是内阻是负温度系数。这不利于多管并联，也不利于高可靠性工作。
优点，那就是应为是少子和多子同时起作用。所以导通压降小。
热心网友
时间：2023-10-09 15:43
IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅极双极型晶体管)，是一种门极电压控制的电力半导体器件，控制方式与MOSFET相似，控制电压等根据各产品有区别(部分情况下可与之替换，慎用！).
IGBT 发明的初衷是希望研发出一种器件具有MOSFET 的高频开关特性又有其所不具备的高阻断电压(MOSFET可通过增加n- 区厚度来提高阻断电压，但同时会增加导通电压，提高功率损耗)。如图所示，通过用p区置换MOSFET底部的n+ 区得到pn结及pnp结构来同时兼顾正向导通电流与反向阻断的特性。
IGBT 由多个公司及机构在上世纪80年代初各自独立研发完成，其中以GE的Baliga最为世人所知(出版众多相关教材，如功率半导体基础，SiC 器件等)。但欧洲的一些教授对于Baliga发明的器件结构存疑，并引*战。
功率半导体器件主要应用于直流／交流，高压／低压等场合，基本原理就是通过开关频率的变化来实现电流电压频率波形的转变。
各类功率半导体器件由于设计结构的差别都有其适用的工作区间（电压，电流，频率）
IGBT器件在电动／混动汽车上的应用会随着其市场的增长而随之增长，德国各大车厂都很PUSH，相关研究经费（大学，科研所，公司）最近几年爆发式上升。
功率半导体产业前景还是比较乐观的。
国家电网在研制超大导通电流超大阻断电压的硅基IGBT，这在世界上是独一无二的（其他国家很少有超远距离超高压输电工程，所以也没有需求来研制此类产品）。
不过，近几年来，宽禁带半导体在功率器件上的应用有了爆炸性的增长(以前很少，产量，成本，可靠性问题)，上图相应的应用范围将会产生变化，如 SiC 的MOSFET可替代硅基 IGBT (三菱电机的全 SiC 解决方案，运用于电动车上)，SiC的 IGBT(现为研究热点) 则可应用于更高电压电流(GTO)的场合。
热心网友
时间：2023-10-09 15:43
从功能上来说，IGBT就是一个电路开关，用在电压几十到几百伏量级、电流几十到几百安量级的强电上的。（相对而言，手机、电脑电路板上跑的电电压低，以传输信号为主，都属于弱电。）可以认为就是一个晶体管，电压电流超大而已。
家里的电灯开关是用按钮控制的。IGBT不用机械按钮，它是由计算机控制的。具体点说，IGBT的简化模型有3个接口，有两个（集电极、发射极）接在强电电路上，还有一个接收控制电信号，叫作门极。给门极一个高电平信号，开关（集电极与发射极之间）就通了；再给低电平信号，开关就断了。给门极的信号是数字信号（即只有高和低两种状态），电压很低，属于弱电，只要经过一个比较简单的驱动电路就可以和计算机相连。实际用的“计算机”通常是叫作DSP的微处理器，擅长处理数字信号，比较小巧。
这种可以用数字信号控制的强电开关还有很多种。作为其中的一员，IGBT的特点是，在它这个电流电压等级下，它支持的开关速度是最高的，一秒钟可以开关几万次。GTO以前也用在轨道交通列车上，但是GTO开关速度低，损耗大，现在只有在最大电压电流超过IGBT承受范围才使用；IGCT本质上也是GTO，不过结构做了优化，开关速度和最大电压电流都介于GTO和IGBT之间；大功率MOSFET快是快，但不能支持这么大的电压电流，否则会烧掉。
