1) IGBT构成高频整流器的整流波形

　　用IGBT构成的高频整流器和用晶闸管一样是对输入电压波形实行切割，所不同的是，晶闸管是对输入电压波形实现集中切割，需要多少切割多少;而且BT是对输入电压波形实行均匀地高频切割，如图2.18所示。有的是频率固定而切割宽度可调，有的是宽度固定而频率可调，这样做的目的是为了使输入电流和电压同相，达到输入功率因数为l的目的。既然如此，就和用晶闸管时不一样了，是不是 就可以将输人电压的变化范围变得很大呢? 事情也并非如此简单。为了说明这个问题， 不得不从IGBT的性质说起，而且IGBT将是图2. 18用IGBT作高频整流器的切割波形情况今后UPS中的主导器件。

　　2) IGBT的性能

　　IGBT称做绝缘门极双极晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor)，它是综合了功率场效应管MOSFET和达林顿晶体管GTR二者的优点的一种器件。由表2.1可以看出它们之间的关系。

　　从表中可以看出， IGBT的性能处于功率场效应管MOSFET和达林顿晶体管GTR之间，并且集中了二者的优点。比如， GTR是电流驱动，因此驱动效率低、驱动电路复杂，而MOSFET是电压驱动，因此驱动效率特别高，驱动电路也简单，于是， IGBT就采用了电压 驱动方式;器件打开后， MOSFET的饱和压降大，造成功耗大、效率低，而GTR的饱和压降非常低，因此其功耗小、效率高，故IGBT就采用了它的这个优点，等等。所以IGBT一问世就得到了广泛的使用。据东芝公司以前的报导， 1200V/100A等级IGBT的导通电阻是同一耐压规格功率MOSFET的1110;开关时间是同规格GTR的1110。一般GTR的工作频率在5kHz以下， MOSFET在30kHz以上， IGBT的工作频率在10 ~ 30kHz之间。

　　3) IGBT的简单工作原理

　　上述那些优点是如何实现的呢?这个问题可以用图2.19 (a)所示的简化等效电路来说明。IGBT相当于一个由MOSFET驱动的厚基区GTR，图中电阻Rd，是厚基区GTR基区内的调制电阻。它有三个极，分别称做漏极D (Drain)、游、极S (Source)和栅极G (Gate)，有的也将栅极称为门极。由这个等效电路图也可以看出， IGBT是以GTR为主导的器件， MOS-FET只是一个驱动器件。图中的GTR是PNP管构成的达林顿管， MOSFET为N沟道器件。 因此这种结构称为N-IGBT，或称N沟道IGBT。

　　IGBT的图形符号有两种，如图2.19 (b)所示。图2. 19 (b)左面表示的是N-IGBT的 一种图形符号，它和MOSFET的图形符号基本相似，不同的是在漏极增加了一个向内的箭头，其含义就是注入孔穴。至于P-IGBT的图形符号也类似，只要把原来的箭头方向反转180。就可以了。图2. 19 (b)右面表示的是N-IGBT的另一种图形符号，在这里漏极和源极 的名称被集电极C (Collector)和发射极E (Emitter)所代替。

　　IGBT的开通与关断是由门极电压来控制的。门极加上正向电压时， MOSFET内形成沟 道，并为PNP晶体管提供基极电流通路，从而打开IGBT，使其进入导通状态。此时，从P(区)注入到N(区)的空穴(少数载流子)对N(区)进行电导调制，以减小N(区)的电阻Rd"使Rd，耐压的IGBT也具有通态电压特性。在门极上施加反向电压后， MOSFET的沟道消失， PNP晶体管的基极电流通道被切断，从而IGBT被关断。由此可见， IGBT的驱动原理与MOSFET基本相同。