電動汽車工程師想知道的IGBT知識及應用
① 管：理解成水管的功能即可，水從管子一頭流進去，從另一頭流出．
水是液體的，管子對水而言，就是導管．
② 電晶體：水管子的材料有水泥的，也有用橡膠的等等。
電晶體的材料是晶體結構的，電子可以這一「頭」流進去，從另一「頭」流出
水管中是「空」腔，水才能流動，晶體結構材料的晶體「管」裡也有「空」腔的，電子才能流動
不過水管的「空」腔，肉眼可以看到；而電晶體的「空」腔，肉眼是看不到的
於是有把「頭」換成「極」，即可以這樣表述了
即電子可以這一「極」流進去，從另一「極」流出，最典型是晶體二極體。
二極體最大特點，只容許電子在裡面的流動是單向的(正向流動)，反向是流不通，這個特性，對二極體而言，叫做單向導通性能
雙極型電晶體：把2個二極體的開關特性進行組合起來，且進行控制，可實現電子在電晶體中的雙向流動
好比水管中間裝一些三通，配合一些閥門，水的流向、流量可行進行控制了
在二級管基礎進行新組合，對雙極型電晶體而言，有了開關特性了．
絕緣柵雙極型電晶體：絕緣柵簡單理解是一個閥門，通俗的理解，是帶閥門控制的能控制電子雙向(多向)流動的電晶體
認識絕緣柵雙極型電晶體 – 二極體
① 不同二極體外形：外形有圜柱’圓球’半透明玻璃，現在有貼片式，工業有鐵殼的，晶體二極體是用矽或鍺材料製造的半導體器件，它的內部是一個具有單向導電性的PN結構，一頭是正極，一頭是負極
② 二極體特性：正向導通，反向截止的特性．一頭是正極，一頭是負極，電流從正極流向負極
③ 按用途分為：整流、穩壓、開關、光敏、熱敏或發光等二極體
認識絕缘柵雙極型電晶體 – 三極體
雙極電晶體(Bipolar Junction Transistor, BJT)
三極體比二極體多一個極(通俗的理解是三個引線，二極體是二個引線)
二極體正向導通，反向截止的特性是材料特性
三極體是在二極體的特性上，有了控制特性，這就是產品特性了
當Vin為低電壓時，由於基極沒有電流，因此集電極亦無電流，致使連接於集電極端的負載亦沒有電流，而相當於開關的開啟，此時三極體工作於截止區(Cut off)
當Vin為高電壓時，由於有基極電流流動，因此使集電極流過更大的放大電流，因此負載迴路便被導通，而相當於開關的閉合，此時三極體工作在飽和區(Saturation)
認識絕缘柵雙極型電晶體 – 場效應電晶體 (Field-Effect Transistor, FET)
也叫電力場效應電晶體，是一種電壓控制器件，從外表來看，仍然是三根引線，場效應電晶體已經是很多個PN結構的集成電路了，其生産工藝比二、三管級複雜多了，所有的FET都有閘極(gate)、汲極(drain)、源極(source)三個端
一般場效應電晶體和雙極電晶體一樣都有三隻接腳，不過工作原理卻完全不同
FET的控制接腳稱為閘極(gate)，顧名思義閘極的功用就如同水壩的閘門，而水壩上方的水庫可以提供水，對應到FET的另一接腳稱做源極(source)，水壩下方水的出口，對應到FET的第三隻腳稱為汲極(drain)
那水流呢？那就對應到電流嘍！
不過半導體中的電流可以是電子流或電洞流
利用電子流來工作的稱為n通道場效應電晶體(n-channel FET）
利用電洞流來工作的稱為P通道場效應電晶體(p-channel FET）
n通道FET的源極提供電子，經過n型通道(channel)，到達汲極，電流方向是由汲極流向源極
p通道FET的源極提供電洞，經過p型通道(channel)，到達汲極，電流方向是由源極流向汲極
通道的特性和其附近的電場有關，該電場可由閘極的電位來控制
場效應電晶體，有自關斷能力，而且有驅動功率小，開關速度高、無二次擊穿、安全工作區寛等
特點其電流、熱容量小、耐壓低，易於驅動和開關頻率可高達500kHz
場效應電晶體基本用途
適於高頻化電力電子裝置，如應用於DC/DC變換、開關電源、可攜式電子設備、航空航天以及汽車等電子電器設備中
IGBT是Insulated Gate Bipolar Transistor(絕緣柵雙極型電晶體)的縮寫
IGBT是由MOSFET和雙極型電晶體複合而成的一種器件，其輸入極為MOSFET，輸出極為PNP電晶體，它融和了這兩種器件的優點
IGBT是一個開關，每秒鐘可以開關幾萬次，IGBT有三極：門極、集電極和發射極
IGBT的門極對靜電非常敏感，IGBT導通和關斷都有損耗
IGBT本身有三個極，其中G/S兩端加壓後，身為半導體的IGBT能夠將內部的電子轉移，讓原本中性的半導體變為具備導電功能，轉移的電子具有導電功能，而當電壓被撤離之後，因加壓後由電子行程的導電溝道則會消失，此時變成絕緣體．如果用簡要的電路圖做分析的話，如圖，當IGBT的門極和發射極加上正電壓，那麼兼容MOSFET的IGBT就會導通，當IGBT導通後，電晶體兩極(集極、發射極)會形成低阻狀態，此時電晶體可導通．當IGBT的兩極沒有電壓，則MOSFET就會停止導通，電晶體得不到電流供給則電晶體隨之題停止導通．
集MOSFET的優點於一身，具有輸入阻抗高、開關速度快、驅動電路簡單、通態電壓低、能承受高電壓大電流等優點，已經廣泛應用於變頻器和其他調速電路中．
但是IGBT並不是加入電壓後就可以正常工作，當加在IGBT上的電壓過低，IGBT不僅無法正常工作，還可能導致功能的不穩定，而如果電壓高於兩極之間的耐壓值，IGBT則會損壞且不可修復
