三极管，MOS管，核桃相信多数小伙伴们都熟悉，但，IGBT估计用的就少了，除非在学校就能接触到或者一毕业就从事变频器，伺服驱动器，压缩机，电源模块，新能源汽车等产品的。那为了大伙能更加容易的去理解IGBT，核桃打算从大伙熟悉的三极管和MOS为切入点展开！先看一个简单开关电路，如下图1所示：右边是电源输出给到负载的波形，很容易理解，那人手控制开关太累了，如何让机器按照人的意愿来实现上面图1的效果，其实很简单，把开关换成三级管和MOS管再加上MCU即可。如下图2所示：在一些低功率和低压项目上，用三极管和MOS管都是没问题，但在一些高压，高功率的场合中，三极管和MOS管就都显得力不从心了，那这个时候IGBT就应运而生了。这个时候有小伙伴就有疑问了，虽然MOS管天生耐压就不高，那三极管为什么不能用？学过三极管的都知道，三极管Ic流主要由Ib和β来控制，假如要Ic的电流达到200A，那Ib的电流起码要2A（假设β=100），也就是说MCU这边要输出2A的电流给到三极管的B极，如下图所示：这对于MCU来说显然是不合理的（MCU的管脚驱动能力只能是ma级别），那该怎么办，其实聪明的科学家早就想到了方案，没错，就是把MOS管结合进去，如下基本框图所示：而IGBT就是三极管和MOS管的结合器件，具备三极管的耐高压能力，同时也兼顾了MOS的低输入损耗。IGBT模块解刨图：三者参数对比：总结：IGBT优点：（1）结合MOS管的电压控制与双极型晶体管（BJT）的低导通压降特性，提升整体能效‌。（2）导通电阻低，在高压（>600V）场景下损耗显著低于MOS管，尤其适合大功率应用‌。（3）耐压可达数千伏（如1200V以上），且可承载数百安培电流，适用于逆变器、电动汽车等高功率领域‌。（4）栅极电压控制，驱动功耗低且电路设计简化‌。（5）硅基材料热导率（约150 W/m·K）支持高温工作‌。IGBT缺点：（1）高频性能弱于MOS管（MHz级），受制于关断时的“尾电流”效应，导致开关损耗增加‌。（2）无法直接处理交流波形，需外接反并联二极管实现双向电流控制‌。（3）反向阻断能力差，高反向电压需额外电路保护‌。（4）制造工艺复杂，价格高于BJT和MOS管‌。（5）内部寄生晶闸管结构可能导致闭锁效应，限制最大工作电流‌。那目前碳化硅（Sic）器件，已经在逐步替代IGBT在新能源汽车，光伏等高频高压领域的主导地位。