IGBT（絕緣柵雙極晶體管）是一種半導體器件，具有高輸入阻抗、低導通壓降和高電流容量等特點。它結合了MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）和BJT（雙極型晶體管）的優點，廣泛應用于電力電子轉換器、電機驅動、可再生能源系統等領域。

IGBT模塊主要包含散熱基板、DBC基板和硅芯片（包括IGBT芯片和Diode芯片）3個元件，其余主要是焊層和互連線用于連接IGBT芯片、Diode芯片、電源端子、控制端子和DBC（Direct Bond Copper）。

IGBT 剖面圖

IGBT的工作過程可以分為三個階段：截止狀態、放大狀態和飽和狀態。

截止狀態：當IGBT的柵極電壓為負時，柵極下方的P型基區被耗盡，形成一個阻擋層，阻止了N型發射區和P+集電區之間的電流流動。此時，IGBT處于截止狀態，不導通電流。

放大狀態：當IGBT的柵極電壓逐漸上升至正值時，柵極下方的阻擋層逐漸變薄，允許更多的電子從N型發射區流入P+集電區。隨著柵極電壓的增加，電子數量增加，電流逐漸增大。此時，IGBT處于放大狀態，導通電流。

飽和狀態：當IGBT的柵極電壓繼續上升至足夠高的正值時，柵極下方的阻擋層完全消失，N型發射區和P+集電區之間的電流達到最大值。此時，IGBT處于飽和狀態，導通電流達到最大值。

IGBT的優點是具有較高的輸入阻抗、較低的導通壓降和較高的電流容量。此外，它還具有較快的開關速度和較好的熱穩定性。然而，IGBT的缺點是成本較高，且需要專門的驅動電路來控制其工作狀態。

總之，IGBT是一種功能強大的半導體器件，廣泛應用于電力電子轉換器、電機驅動、可再生能源系統等領域。它的內部結構包括P型基區、N型發射區、P+集電區和N+緩沖區等四個區域，通過多層的PN結和金屬電極相互連接。IGBT的工作過程可以分為截止狀態、放大狀態和飽和狀態三個階段。