【电磁炉上的igbt是什么意思】太厉害了，终于有人能说清楚IGBT了。

绝缘栅双极晶体管(IGBT)是由双极结晶体管(BJT)和绝缘栅场效应晶体管(MOS)组成的复合全控制-电压驱动-功率半导体元件，具有自截止特性。简而言之，IGBT是一种不具备扩大电压功能的非单体开关，导电时可以看作导线，分离时可以当作开放。IGBT结合了BJT和MOSFET两种设备的优点(例如，驱动功率小、饱和压降低等)。

IGBT模块是IGBT和FWD(重填二极管芯片)通过特定电路桥接封装的模块化半导体产品，具有节能、易于安装和维修、热稳定性等特点。

IGBT是能量转换和传输的关键部件，是电力电子设备的“CPU”。利用IGBT进行电源转换是提高电源效率和质量、具备能源效率和环保功能、解决能源短缺问题和减少碳排放的关键支持技术。

IGBT是驱动GTR的构件，MOSFET是驱动构件的达林顿结构的综合体。其外部分别有三个电极：G-门、C-集电极和E-发射极。

通过控制IGBT使用中集-四极电压UCE和栅极-四极电压UGE的大小，可以控制IGBT传导/关闭/关闭状态。

1) IGBT栅极-四极加0或负电压，MOSFET内的沟道消失，IGBT关闭。

2)集-四极电压UCE & lt如果为0，则J3的PN接头为反向偏转，IGBT为反向阻塞状态。

3)集-四极电压uce大于0时，会出现两种情况。

如果浇口-四极电压UGE

如果浇口-四极电压UGE>Uth，则会形成浇口沟，IGBT指示通过状态(正常工作)。此时，空穴从P区注入N基底，进行电导调制，降低N基底的电阻RN值，降低IGBT通态压降。

IGBT一代的技术差异

回顾过去几十年来电力装置的发展，20世纪50-60年代双极型器件SCR、GTR、GTO在此期间的产品通态阻力很小。电流控制，控制电路复杂，功耗大。这是20世纪70年代的单极VD-MOSFET。但是，根据终端应用程序的要求，必须同时满足新的电源设备。也就是说，驱动器电路简单，可以降低成本和交换机功耗，一般压降低，从而降低设备本身的功耗。20世纪80年代初，试图整合MOS和BJT技术的研究导致了IGBT的发明。

1985年前后，美国GE成功试制出了工业样品(可惜后来放弃了)。从那以后，IGBT主要经历了第六代技术和工艺改进。

从结构上看，IGBT有三个主要发展方向。

1)IGBT纵向结构：不透明集电区NPT型、带缓冲层的PT型、透明集电区NPT型和FS电场截止

2)IGBT闸门结构：平面网格机构、Trench凹槽结构

3)硅加工工艺：外延生长技术、区熔硅单晶；

其发展趋势如下：减少损失降低生产成本。

总功耗=正常损耗(与饱和电压VCEsat相关)交换机损耗(Eoff Eon)。同一代技术中，状态损失和开关损失两者相互矛盾，互相收藏。

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IGBT模块按封装工艺来看主要可分为焊接式与压接式两类。高压IGBT模块一般以标准焊接式封装为主，中低压IGBT模块则出现了很多新技术，如烧结取代焊接，压力接触取代引线键合的压接式封装工艺。

随着IGBT芯片技术的不断发展，芯片的最高工作结温与功率密度不断提高， IGBT模块技术也要与之相适应。未来IGBT模块技术将围绕 芯片背面焊接固定 与 正面电极互连 两方面改进。模块技术发展趋势：

• 无焊接、 无引线键合及无衬板/基板封装技术；
• 内部集成温度传感器、电流传感器及驱动电路等功能元件，不断提高IGBT模块的功率密度、集成度及智能度。

IGBT的主要应用领域

作为新型功率半导体器件的主流器件，IGBT已广泛应用于工业、 4C(通信、计算机、消费电子、汽车电子)、航空航天、国防军工等传统产业领域，以及轨道交通、新能源、智能电网、新能源汽车等战略性新兴产业领域。

1）新能源汽车

IGBT模块在电动汽车中发挥着至关重要的作用，是电动汽车及充电桩等设备的核心技术部件。IGBT模块占电动汽车成本将近10%，占充电桩成本约20%。IGBT主要应用于电动汽车领域中以下几个方面：

A）电动控制系统 大功率直流/交流(DC/AC)逆变后驱动汽车电机；

B）车载空调控制系统 小功率直流/交流(DC/AC)逆变，使用电流较小的IGBT和FRD；

C）充电桩 智能充电桩中IGBT模块被作为开关元件使用；

2）智能电网

IGBT广泛应用于智能电网的发电端、输电端、变电端及用电端：

• 从发电端来看，风力发电、光伏发电中的整流器和逆变器都需要使用IGBT模块。

• 从输电端来看，特高压直流输电中FACTS柔性输电技术需要大量使用IGBT等功率器件。

• 从变电端来看，IGBT是电力电子变压器（PET）的关键器件。

• 从用电端来看，家用白电、 微波炉、 LED照明驱动等都对IGBT有大量的需求。

3）轨道交通

IGBT器件已成为轨道交通车辆牵引变流器和各种辅助变流器的主流电力电子器件。交流传动技术是现代轨道交通的核心技术之一，在交流传动系统中牵引变流器是关键部件，而IGBT又是牵引变流器最核心的器件之一。

IGBT国内外市场规模

2015年国际IGBT市场规模约为48亿美元，预计到2020年市场规模可以达到80亿美元，年复合增长率约10%。2014年国内IGBT销售额是88.7亿元，约占全球市场的1∕3。预计2020年中国IGBT市场规模将超200亿元，年复合增长率约为15%。

从公司来看，国外研发IGBT器件的公司主要有英飞凌、 ABB、三菱、西门康、东芝、富士等。中国功率半导体市场占世界市场的50%以上，但在中高端MOSFET及IGBT主流器件市场上，90％主要依赖进口，基本被国外欧美、日本企业垄断。

国外企业如英飞凌、 ABB、三菱等厂商研发的IGBT器件产品规格涵盖电压600V-6500V，电流2A-3600A，已形成完善的IGBT产品系列。

英飞凌、 三菱、 ABB在1700V以上电压等级的工业IGBT领域占绝对优势；在3300V以上电压等级的高压IGBT技术领域几乎处于垄断地位。在大功率沟槽技术方面，英飞凌与三菱公司处于国际领先水平。

西门康、仙童等在1700V及以下电压等级的消费IGBT领域处于优势地位。

尽管我国拥有最大的功率半导体市场，但是目前国内功率半导体产品的研发与国际大公司相比还存在很大差距，特别是IGBT等高端器件差距更加明显。核心技术均掌握在发达国家企业手中，IGBT技术集成度高的特点又导致了较高的市场集中度。跟国内厂商相比，英飞凌、 三菱和富士电机等国际厂商占有绝对的市场优势。形成这种局面的原因主要是：

• 国际厂商起步早，研发投入大，形成了较高的专利壁垒。
• 国外高端制造业水平比国内要高很多，一定程度上支撑了国际厂商的技术优势。

中国功率半导体产业的发展必须改变目前技术处于劣势的局面，特别是要在产业链上游层面取得突破，改变目前功率器件领域封装强于芯片的现状。

总的来说，在技术差距方面有：高铁、智能电网、新能源与高压变频器等领域所采用的IGBT模块规格在6500V以上，技术壁垒较强；IGBT芯片设计制造、模块封装、失效分析、测试等IGBT产业核心技术仍掌握在发达国家企业手中。

近几年中国IGBT产业在国家政策推动及市场牵引下得到迅速发展，已形成了IDM模式和代工模式的IGBT完整产业链，IGBT国产化的进程加快，有望摆脱进口依赖。

受益于新能源汽车、轨道交通、智能电网等各种利好措施，IGBT市场将引来爆发点。希望国产IGBT企业能从中崛起。