IGBT的開關(guān)作用是通過加正向柵極電壓形成溝道，給PNP晶體管提供基極電流，使IGBT導通。反之，加反向門極電壓消除溝道，流過反向基極電流，使IGBT關(guān)斷。IGBT的驅(qū)動方法和MOSFET基本相同，只需控制輸入極N一溝道MOSFET，所以具有高輸入阻抗特性。

當MOSFET的溝道形成后，從P+基極注入到N一層的空穴（少子），對N一層進行電導調(diào)制，減小N一層的電阻，使IGBT在高電壓時，也具有低的通態(tài)電壓。

IGBT的工作特性包括靜態(tài)和動態(tài)兩類：

1．靜態(tài)特性IGBT的靜態(tài)特性主要有伏安特性、轉(zhuǎn)移特性和開關(guān)特性。

IGBT的伏安特性是指以柵源電壓Ugs為參變量時，漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系曲線。輸出漏極電流比受柵源電壓Ugs的控制，Ugs越高，Id越大。它與GTR的輸出特性相似．也可分為飽和區(qū)1、放大區(qū)2和擊穿特性3部分。在截止狀態(tài)下的IGBT，正向電壓由J2結(jié)承擔，反向電壓由J1結(jié)承擔。如果無N+緩沖區(qū)，則正反向阻斷電壓可以做到同樣水平，加入N+緩沖區(qū)后，反向關(guān)斷電壓只能達到幾十伏水平，因此限制了IGBT的某些應(yīng)用范圍。

IGBT的轉(zhuǎn)移特性是指輸出漏極電流Id與柵源電壓Ugs之間的關(guān)系曲線。它與MOSFET的轉(zhuǎn)移特性相同，當柵源電壓小于開啟電壓Ugs(th)時，IGBT處于關(guān)斷狀態(tài)。在IGBT導通后的大部分漏極電流范圍內(nèi)，Id與Ugs呈線性關(guān)系。最高柵源電壓受最大漏極電流限制，其最佳值一般取為15V左右。

IGBT的開關(guān)特性是指漏極電流與漏源電壓之間的關(guān)系。IGBT處于導通態(tài)時，由于它的PNP晶體管為寬基區(qū)晶體管，所以其B值極低。盡管等效電路為達林頓結(jié)構(gòu)，但流過MOSFET的電流成為IGBT總電流的主要部分。此時，通態(tài)電壓Uds(on)可用下式表示

由于 N+ 區(qū)存在電導調(diào)制效應(yīng)，所以 IGBT 的通態(tài)壓降小，耐壓 1000V 的 IGBT 通態(tài)壓降為 2 ～ 3V 。

IGBT 處于斷態(tài)時，只有很小的泄漏電流存在。

 

2 ．動態(tài)特性 IGBT 在開通過程中，大部分時間是作為 MOSFET 來運行的，只是在漏源電壓 Uds 下降過程后期， PNP 晶體 管由放大區(qū)至飽和，又增加了一段延遲時間。 td(on) 為開通延遲時間， tri 為電流上升時間。實際應(yīng)用中常給出的漏極電流開通時間 ton 即為 td (on) tri 之和。漏源電壓的下降時間由 tfe1 和 tfe2 組成，如圖 2 － 58 所示

 

IGBT 在關(guān)斷過程中，漏極電流的波形變?yōu)閮啥?。因?MOSFET 關(guān)斷后， PNP 晶體管的存儲電荷難以迅速消除，造成漏極電流較長的尾部時間， td(off) 為關(guān)斷延遲時間， trv 為電壓 Uds(f) 的上升時間。實際應(yīng)用中常常給出的漏極電流的下降時間 Tf 由圖 2 － 59 中的 t(f1) 和 t(f2) 兩段組成，而漏極電流的關(guān)斷時間

t(off)=td(off)+trv 十 t(f) （ 2 － 16 ）

式中， td(off) 與 trv 之和又稱為存儲時間。