绝(jue)缘栅双(shuang)(shuang)极(ji)晶体管厂家-绝(jue)缘栅双(shuang)(shuang)极(ji)晶体管结构(gou)及工作原理详解-KIA MOS管
信息来源：本站(zhan) 日期：2018-08-27
深圳市利盈娱乐半(ban)导体科技有限公司.是一(yi)(yi)家(jia)专业(ye)从事中(zhong)、大(da)、功率场效应管(MOSFET)、快速(su)恢复二极管、三端(duan)稳压管开发(fa)设计，集研发(fa)、生产和销售为一(yi)(yi)体的国家(jia)高新技术企业(ye)。
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KIA半导体的产(chan)品(pin)涵盖工(gong)业(ye)、新能源(yuan)、交(jiao)通(tong)运输、绿色照(zhao)明四大领域，不仅包括光(guang)伏逆变(bian)及无人(ren)机、充电桩、这(zhei)类新兴能源(yuan)，也涉及汽车配件、LED照(zhao)明等家庭用品(pin)。KIA专(zhuan)注于产(chan)品(pin)的精细化与革新，力求为客户提供(gong)最具(ju)行业(ye)领先、品(pin)质(zhi)上乘(cheng)的科技产(chan)品(pin)。
从(cong)设计研发到(dao)制造再(zai)到(dao)仓储(chu)物流，KIA半(ban)导体真(zhen)正(zheng)实现了一体化的(de)服务链(lian)，真(zhen)正(zheng)做到(dao)了服务细节全到(dao)位的(de)品牌内(nei)涵(han)，我们致力于成为场效应(ying)管(guan)（MOSFET）功(gong)率(lv)器(qi)件领域的(de)领跑(pao)者，为了这(zhei)个(ge)目标，KIA半(ban)导体正(zheng)在(zai)持续创新，永(yong)不止步！
历(li)时(shi)3年再次获批发明(ming)专利一项-《绝缘栅(zha)双极型晶(jing)体管(guan)制备方法(fa)》
绝(jue)缘(yuan)栅双(shuang)极(ji)晶体管(guan)（Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT）综合了(le)电(dian)力晶体管(guan)（Giant Transistor—GTR）和(he)电(dian)力场效应晶体管(guan)（Power MOSFET）的优点，具有(you)良好的特性(xing)，应用(yong)(yong)领(ling)(ling)域(yu)很(hen)广泛；IGBT也是(shi)(shi)三端(duan)器(qi)件：栅极(ji)，集电(dian)极(ji)和(he)发射极(ji)。 IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)是(shi)(shi)MOS结(jie)构双(shuang)极(ji)器(qi)件，属于(yu)具有(you)功率(lv)MOSFET的高速性(xing)能与双(shuang)极(ji)的低电(dian)阻性(xing)能的功率(lv)器(qi)件。IGBT的应用(yong)(yong)范(fan)围(wei)一(yi)般都在(zai)耐(nai)压(ya)600V以上(shang)、电(dian)流(liu)10A以上(shang)、频率(lv)为1kHz以上(shang)的区(qu)域(yu)。多(duo)使(shi)用(yong)(yong)在(zai)工业(ye)用(yong)(yong)电(dian)机(ji)、民用(yong)(yong)小容(rong)量电(dian)机(ji)、变换(huan)器(qi)（逆(ni)变器(qi)）、照相机(ji)的频闪观(guan)测器(qi)、感应加热(re)（InductionHeating）电(dian)饭锅等(deng)领(ling)(ling)域(yu)。根(gen)据封(feng)装(zhuang)的不(bu)(bu)同(tong)，IGBT大致分为两(liang)种(zhong)类(lei)型，一(yi)种(zhong)是(shi)(shi)模压(ya)树脂密(mi)封(feng)的三端(duan)单体封(feng)装(zhuang)型，从TO－3P到小型表面贴(tie)装(zhuang)都已形成(cheng)系(xi)列。另一(yi)种(zhong)是(shi)(shi)把IGBT与FWD （FleeWheelDiode）成(cheng)对地（2或(huo)6组）封(feng)装(zhuang)起来的模块(kuai)型，主要应用(yong)(yong)在(zai)工业(ye)上(shang)。模块(kuai)的类(lei)型根(gen)据用(yong)(yong)途(tu)的不(bu)(bu)同(tong)，分为多(duo)种(zhong)形状及封(feng)装(zhuang)方(fang)式，都已形成(cheng)系(xi)列化。
IGBT是强电(dian)流、高(gao)(gao)(gao)压应用和快速(su)终端设备(bei)用垂直功(gong)率MOSFET的(de)(de)(de)(de)自(zi)然(ran)(ran)进(jin)化(hua)。MOSFET由于实现一(yi)个较高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)击穿电(dian)压BVDSS需要一(yi)个源漏(lou)通道，而这个通道却(que)具(ju)有(you)很高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)电(dian)阻率，因而造成(cheng)功(gong)率MOSFET具(ju)有(you)RDS(on)数值(zhi)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)特征，IGBT消除了现有(you)功(gong)率MOSFET的(de)(de)(de)(de)这些主要缺点。虽然(ran)(ran)最(zui)新一(yi)代功(gong)率MOSFET器(qi)件大(da)幅度改进(jin)了RDS(on)特性，但是在高(gao)(gao)(gao)电(dian)平时，功(gong)率导通损耗仍然(ran)(ran)要比IGBT 高(gao)(gao)(gao)出很多。IGBT较低的(de)(de)(de)(de)压降，转(zhuan)换成(cheng)一(yi)个低VCE(sat)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力，以(yi)及IGBT的(de)(de)(de)(de)结构，与同一(yi)个标准(zhun)双极器(qi)件相(xiang)比，可支持更高(gao)(gao)(gao)电(dian)流密度，并简(jian)化(hua) IGBT驱动器(qi)的(de)(de)(de)(de)原理图。
图1（a）所(suo)示为一(yi)(yi)个N 沟道(dao)(dao)增强型(xing)(xing)绝(jue)缘(yuan)栅(zha)双极(ji)(ji)晶(jing)体(ti)管(guan)结构， N+ 区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)称(cheng)为源(yuan)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)，附于其上(shang)的(de)电(dian)(dian)极(ji)(ji)称(cheng)为源(yuan)极(ji)(ji)。N+ 区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)称(cheng)为漏(lou)(lou)(lou)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)。器(qi)件(jian)的(de)控制(zhi)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)为栅(zha)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)，附于其上(shang)的(de)电(dian)(dian)极(ji)(ji)称(cheng)为栅(zha)极(ji)(ji)。沟道(dao)(dao)在(zai)紧靠栅(zha)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)边(bian)界形(xing)成。在(zai)漏(lou)(lou)(lou)、源(yuan)之间的(de)P 型(xing)(xing)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)（包括P+ 和(he)P 一(yi)(yi)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)）（沟道(dao)(dao)在(zai)该区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)域形(xing)成），称(cheng)为亚沟道(dao)(dao)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)（ Subchannel region ）。而在(zai)漏(lou)(lou)(lou)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)另一(yi)(yi)侧的(de)P+ 区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)称(cheng)为漏(lou)(lou)(lou)注入(ru)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)（ Drain injector ），它是IGBT 特(te)有的(de)功能区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)，与(yu)漏(lou)(lou)(lou)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)和(he)亚沟道(dao)(dao)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)一(yi)(yi)起形(xing)成PNP 双极(ji)(ji)晶(jing)体(ti)管(guan)，起发射极(ji)(ji)的(de)作用，向漏(lou)(lou)(lou)极(ji)(ji)注入(ru)空(kong)穴，进行导电(dian)(dian)调制(zhi)，以降低器(qi)件(jian)的(de)通态电(dian)(dian)压。附于漏(lou)(lou)(lou)注入(ru)区(qu)(qu)(qu)(qu)(qu)上(shang)的(de)电(dian)(dian)极(ji)(ji)称(cheng)为漏(lou)(lou)(lou)极(ji)(ji)。
IGBT 的(de)(de)(de)开关(guan)作用是通(tong)过加正向(xiang)栅极(ji)电压形成(cheng)沟(gou)道，给PNP 晶体管提供(gong)基极(ji)电流(liu)(liu)，使(shi)IGBT 导(dao)通(tong)。反之，加反向(xiang)门极(ji)电压消除沟(gou)道，流(liu)(liu)过反向(xiang)基极(ji)电流(liu)(liu)，使(shi)IGBT 关(guan)断(duan)。IGBT 的(de)(de)(de)驱动方法和(he)MOSFET 基本(ben)相同(tong)，只(zhi)需控制(zhi)(zhi)输入极(ji)N一沟(gou)道MOSFET ，所以具有高(gao)输入阻(zu)抗(kang)特性。当MOSFET 的(de)(de)(de)沟(gou)道形成(cheng)后，从(cong)P+ 基极(ji)注入到N 一层(ceng)的(de)(de)(de)空穴（少子），对N 一层(ceng)进(jin)行(xing)电导(dao)调制(zhi)(zhi)，减小N 一层(ceng)的(de)(de)(de)电阻(zu)，使(shi)IGBT 在高(gao)电压时，也具有低的(de)(de)(de)通(tong)态(tai)电压。
静态特性：
IGBT 的静态特(te)(te)性主要有伏(fu)安特(te)(te)性、转移(yi)特(te)(te)性和开关(guan)特(te)(te)性。
IGBT 的伏安特(te)性(xing)是指(zhi)以(yi)栅(zha)源电(dian)(dian)(dian)压(ya)Ugs 为参变(bian)量时，漏(lou)极(ji)电(dian)(dian)(dian)流与栅(zha)极(ji)电(dian)(dian)(dian)压(ya)之间的关系曲线。输出漏(lou)极(ji)电(dian)(dian)(dian)流比受栅(zha)源电(dian)(dian)(dian)压(ya)Ugs 的控制，Ugs 越高， Id 越大。它与GTR 的输出特(te)性(xing)相似(si)．也可(ke)分为饱和区1 、放大区2 和击穿特(te)性(xing)3 部分。在(zai)截止(zhi)状态下的IGBT ，正向电(dian)(dian)(dian)压(ya)由(you)J2 结承担(dan)，反(fan)向电(dian)(dian)(dian)压(ya)由(you)J1结承担(dan)。如果无N+ 缓冲区，则正反(fan)向阻断(duan)电(dian)(dian)(dian)压(ya)可(ke)以(yi)做到(dao)同样水(shui)平(ping)(ping)，加入N+缓冲区后，反(fan)向关断(duan)电(dian)(dian)(dian)压(ya)只能达到(dao)几十(shi)伏水(shui)平(ping)(ping)，因此限制了IGBT 的某些应用范围。
IGBT 的(de)(de)转(zhuan)移特(te)性是指(zhi)输出漏(lou)极电(dian)流(liu)Id 与栅源电(dian)压(ya)(ya)Ugs 之间的(de)(de)关系(xi)曲线(xian)(xian)。它与MOSFET 的(de)(de)转(zhuan)移特(te)性相(xiang)同，当(dang)栅源电(dian)压(ya)(ya)小于(yu)开启电(dian)压(ya)(ya)Ugs(th) 时，IGBT 处于(yu)关断状(zhuang)态。在IGBT 导通(tong)后(hou)的(de)(de)大部分漏(lou)极电(dian)流(liu)范围内， Id 与Ugs呈(cheng)线(xian)(xian)性关系(xi)。最高栅源电(dian)压(ya)(ya)受最大漏(lou)极电(dian)流(liu)限制，其最佳(jia)值一般(ban)取为(wei)15V左(zuo)右。
IGBT 的开关特(te)性(xing)是指漏极电(dian)流与漏源电(dian)压之间的关系。IGBT 处于(yu)(yu)导(dao)通态时，由于(yu)(yu)它的PNP 晶(jing)体管(guan)为(wei)宽(kuan)基(ji)区晶(jing)体管(guan)，所(suo)以其B 值极低。尽管(guan)等效电(dian)路为(wei)达林(lin)顿结构(gou)，但流过MOSFET 的电(dian)流成为(wei)IGBT 总电(dian)流的主要部分。
由于N+ 区(qu)存在电(dian)导调(diao)制效应(ying)，所(suo)以IGBT 的通(tong)态(tai)压(ya)降小，耐压(ya)1000V的IGBT 通(tong)态(tai)压(ya)降为2 ～ 3V 。IGBT 处于断(duan)态(tai)时(shi)，只有很小的泄漏电(dian)流存在。
动态特性：
IGBT 在开(kai)(kai)通(tong)过(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)，大(da)(da)部分(fen)时(shi)间是作为(wei)MOSFET 来运行的(de)(de)，只是在漏源(yuan)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)Uds 下(xia)降过(guo)(guo)程(cheng)后(hou)期， PNP 晶(jing)体(ti)管由放大(da)(da)区(qu)至饱和(he)，又(you)增加了一段(duan)延(yan)迟时(shi)间。td(on) 为(wei)开(kai)(kai)通(tong)延(yan)迟时(shi)间， tri 为(wei)电(dian)(dian)(dian)流(liu)上(shang)升时(shi)间。实际应用中(zhong)常(chang)给(ji)出(chu)的(de)(de)漏极(ji)(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)流(liu)开(kai)(kai)通(tong)时(shi)间ton 即为(wei)td (on) tri 之和(he)。漏源(yuan)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)的(de)(de)下(xia)降时(shi)间由tfe1 和(he)tfe2 组成。 IGBT的(de)(de)触发(fa)和(he)关断(duan)要(yao)求(qiu)给(ji)其栅(zha)极(ji)(ji)(ji)和(he)基极(ji)(ji)(ji)之间加上(shang)正向(xiang)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)和(he)负向(xiang)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)，栅(zha)极(ji)(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)压(ya)(ya)可(ke)由不(bu)同的(de)(de)驱(qu)(qu)动(dong)(dong)电(dian)(dian)(dian)路(lu)产生。当(dang)选(xuan)择这些驱(qu)(qu)动(dong)(dong)电(dian)(dian)(dian)路(lu)时(shi)，必须基于以下(xia)的(de)(de)参数来进(jin)行：器件关断(duan)偏(pian)(pian)(pian)置的(de)(de)要(yao)求(qiu)、栅(zha)极(ji)(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)荷的(de)(de)要(yao)求(qiu)、耐(nai)固(gu)性要(yao)求(qiu)和(he)电(dian)(dian)(dian)源(yuan)的(de)(de)情况(kuang)。因为(wei)IGBT栅(zha)极(ji)(ji)(ji)- 发(fa)射极(ji)(ji)(ji)阻抗大(da)(da)，故(gu)可(ke)使用MOSFET驱(qu)(qu)动(dong)(dong)技术(shu)进(jin)行触发(fa)，不(bu)过(guo)(guo)由于IGBT的(de)(de)输入电(dian)(dian)(dian)容较MOSFET为(wei)大(da)(da)，故(gu)IGBT的(de)(de)关断(duan)偏(pian)(pian)(pian)压(ya)(ya)应该比许多MOSFET驱(qu)(qu)动(dong)(dong)电(dian)(dian)(dian)路(lu)提供(gong)的(de)(de)偏(pian)(pian)(pian)压(ya)(ya)更高。
IGBT的(de)(de)开关速度低(di)于MOSFET，但(dan)明显(xian)高于GTR。IGBT在关断(duan)时不需要负栅(zha)压(ya)来(lai)减(jian)少关断(duan)时间，但(dan)关断(duan)时间随栅(zha)极(ji)和(he)(he)发射极(ji)并联电(dian)(dian)阻的(de)(de)增加而增加。IGBT的(de)(de)开启电(dian)(dian)压(ya)约(yue)3～4V，和(he)(he)MOSFET相当。IGBT导(dao)通(tong)时的(de)(de)饱和(he)(he)压(ya)降(jiang)(jiang)比MOSFET低(di)而和(he)(he)GTR接近，饱和(he)(he)压(ya)降(jiang)(jiang)随栅(zha)极(ji)电(dian)(dian)压(ya)的(de)(de)增加而降(jiang)(jiang)低(di)。
正式(shi)商用的(de)高(gao)(gao)压(ya)(ya)(ya)大(da)电流IGBT器件至(zhi)今尚未出(chu)现(xian)，其电压(ya)(ya)(ya)和(he)电流容量(liang)还很(hen)有限，远远不能满足电力电子应(ying)用技(ji)术发展的(de)需求(qiu)，特别(bie)是在(zai)高(gao)(gao)压(ya)(ya)(ya)领域的(de)许多(duo)应(ying)用中，要(yao)求(qiu)器件的(de)电压(ya)(ya)(ya)等级达(da)到(dao)10KV以(yi)上。目前只能通过(guo)IGBT高(gao)(gao)压(ya)(ya)(ya)串联等技(ji)术来实(shi)现(xian)高(gao)(gao)压(ya)(ya)(ya)应(ying)用。国外的(de)一些厂(chang)(chang)家(jia)如瑞士ABB公司(si)采用软(ruan)穿通原则(ze)研制出(chu)了8KV的(de)IGBT器件，德国的(de)EUPEC生产的(de)6500V/600A高(gao)(gao)压(ya)(ya)(ya)大(da)功(gong)率IGBT器件已(yi)经获(huo)得(de)实(shi)际(ji)应(ying)用，日本东芝也已(yi)涉足该领域。与此同时，各大(da)半导体(ti)生产厂(chang)(chang)商不断(duan)开发IGBT的(de)高(gao)(gao)耐压(ya)(ya)(ya)、大(da)电流、高(gao)(gao)速、低饱和(he)压(ya)(ya)(ya)降(jiang)、高(gao)(gao)可靠性、低成本技(ji)术，主要(yao)采用1um以(yi)下制作工艺，研制开发取得(de)一些新进展。
N沟(gou)型的 IGBT工(gong)作是通过栅极(ji)－发射(she)极(ji)间加阀值电(dian)(dian)(dian)压VTH以(yi)(yi)上(shang)的（正(zheng)）电(dian)(dian)(dian)压，在栅极(ji)电(dian)(dian)(dian)极(ji)正(zheng)下方的p层上(shang)形成反(fan)型层（沟(gou)道），开始从(cong)发射(she)极(ji)电(dian)(dian)(dian)极(ji)下的n-层注入电(dian)(dian)(dian)子。该电(dian)(dian)(dian)子为p+n-p晶(jing)体管(guan)的少数(shu)载流子，从(cong)集电(dian)(dian)(dian)极(ji)衬(chen)底p+层开始流入空穴(xue)，进行电(dian)(dian)(dian)导率调制（双极(ji)工(gong)作），所(suo)以(yi)(yi)可以(yi)(yi)降低集电(dian)(dian)(dian)极(ji)－发射(she)极(ji)间饱和电(dian)(dian)(dian)压。在发射(she)极(ji)电(dian)(dian)(dian)极(ji)侧形成n+pn－寄生晶(jing)体管(guan)。若n+pn－寄生晶(jing)体管(guan)工(gong)作，又(you)变成p+n－ pn+晶(jing)闸(zha)管(guan)。电(dian)(dian)(dian)流继续流动，直(zhi)到输出(chu)侧停止供给电(dian)(dian)(dian)流。通过输出(chu)信(xin)号已不能进行控(kong)制。一(yi)般将这种(zhong)状态称(cheng)为闭锁状态。
为(wei)了抑制n+pn-寄生晶体(ti)管(guan)的(de)工作IGBT采(cai)用尽量(liang)缩小p+n-p晶体(ti)管(guan)的(de)电(dian)(dian)流(liu)(liu)放(fang)大系(xi)数α作为(wei)解决闭(bi)锁(suo)的(de)措施(shi)。具体(ti)地来说，p+n-p的(de)电(dian)(dian)流(liu)(liu)放(fang)大系(xi)数α设计为(wei)0.5以下。 IGBT的(de)闭(bi)锁(suo)电(dian)(dian)流(liu)(liu)IL为(wei)额(e)定电(dian)(dian)流(liu)(liu)（直流(liu)(liu)）的(de)3倍以上(shang)。IGBT的(de)驱动原理与电(dian)(dian)力(li)MOSFET基本相(xiang)同，通断(duan)由(you)栅射极电(dian)(dian)压(ya)uGE决定。
导通：
IGBT硅(gui)片(pian)(pian)的(de)(de)结构与功率(lv)MOSFET 的(de)(de)结构十分相(xiang)似(si)，主要差(cha)异是IGBT增(zeng)(zeng)加(jia)了P+ 基(ji)(ji)片(pian)(pian)和一(yi)(yi)(yi)(yi)个(ge)(ge)N+ 缓冲层（NPT-非穿通(tong)-IGBT技术没有增(zeng)(zeng)加(jia)这(zhei)个(ge)(ge)部分），其中一(yi)(yi)(yi)(yi)个(ge)(ge)MOSFET驱动(dong)两(liang)个(ge)(ge)双极器件(jian)。基(ji)(ji)片(pian)(pian)的(de)(de)应用在管(guan)体(ti)的(de)(de)P+和N+ 区之间(jian)创(chuang)建了一(yi)(yi)(yi)(yi)个(ge)(ge)J1结。当正栅(zha)偏(pian)压使栅(zha)极下面反演P基(ji)(ji)区时，一(yi)(yi)(yi)(yi)个(ge)(ge)N沟道形成(cheng)，同(tong)(tong)时出现(xian)一(yi)(yi)(yi)(yi)个(ge)(ge)电(dian)子(zi)流(liu)，并完(wan)全按照功率(lv)MOSFET的(de)(de)方(fang)式产生(sheng)一(yi)(yi)(yi)(yi)股电(dian)流(liu)。如果这(zhei)个(ge)(ge)电(dian)子(zi)流(liu)产生(sheng)的(de)(de)电(dian)压在0.7V范(fan)围内，那么，J1将处于(yu)正向(xiang)偏(pian)压，一(yi)(yi)(yi)(yi)些空穴注入N-区内，并调(diao)整阴阳极之间(jian)的(de)(de)电(dian)阻率(lv)，这(zhei)种方(fang)式降低了功率(lv)导通(tong)的(de)(de)总损耗，并启动(dong)了第二(er)个(ge)(ge)电(dian)荷流(liu)。最后的(de)(de)结果是，在半导体(ti)层次(ci)内临时出现(xian)两(liang)种不同(tong)(tong)的(de)(de)电(dian)流(liu)拓扑：一(yi)(yi)(yi)(yi)个(ge)(ge)电(dian)子(zi)流(liu)(MOSFET 电(dian)流(liu))；空穴电(dian)流(liu)（双极）。uGE大于(yu)开启电(dian)压UGE(th)时，MOSFET内形成(cheng)沟道，为晶体(ti)管(guan)提供(gong)基(ji)(ji)极电(dian)流(liu)，IGBT导通(tong)。
导通压降：
电导调制效应使(shi)电阻RN减小(xiao)，使(shi)通态压降小(xiao)。
关断：
当(dang)在栅极(ji)施加(jia)一个(ge)负偏(pian)压(ya)或(huo)栅压(ya)低(di)于(yu)门限值时(shi)，沟(gou)道被禁止，没有(you)空穴注入(ru)N-区内(nei)。在任何情况下(xia)，如果(guo)MOSFET电(dian)流(liu)(liu)在开(kai)关阶段迅速下(xia)降，集电(dian)极(ji)电(dian)流(liu)(liu)则逐渐降低(di)，这(zhei)是因为换(huan)向开(kai)始后，在N层(ceng)(ceng)内(nei)还(hai)存在少(shao)数的(de)载(zai)流(liu)(liu)子（少(shao)子）。这(zhei)种残余电(dian)流(liu)(liu)值（尾(wei)流(liu)(liu)）的(de)降低(di)，完全取决于(yu)关断时(shi)电(dian)荷的(de)密度(du)，而密度(du)又与几种因素(su)有(you)关，如掺杂(za)质的(de)数量和拓扑，层(ceng)(ceng)次厚度(du)和温度(du)。少(shao)子的(de)衰(shuai)减(jian)使集电(dian)极(ji)电(dian)流(liu)(liu)具有(you)特征(zheng)尾(wei)流(liu)(liu)波形，集电(dian)极(ji)电(dian)流(liu)(liu)引起以下(xia)问题(ti)：功耗升高(gao)；交叉导通问题(ti)，特别是在使用续流(liu)(liu)二(er)极(ji)管(guan)的(de)设备(bei)上，问题(ti)更加(jia)明显。
鉴于尾(wei)流(liu)(liu)与(yu)少子的(de)重组有关，尾(wei)流(liu)(liu)的(de)电(dian)流(liu)(liu)值应与(yu)芯片的(de)温(wen)(wen)度、IC 和VCE密切相关的(de)空穴(xue)移动性有密切的(de)关系。因此(ci)，根据所达到的(de)温(wen)(wen)度，降低这种(zhong)作(zuo)用在终端(duan)设(she)(she)备设(she)(she)计上的(de)电(dian)流(liu)(liu)的(de)不理想(xiang)效应是可行的(de)，尾(wei)流(liu)(liu)特性与(yu)VCE、IC和 TC有关。
栅(zha)射极间(jian)施加反压(ya)或不加信号(hao)时，MOSFET内的(de)沟道(dao)消失，晶体管的(de)基(ji)极电流(liu)被切(qie)断，IGBT关断。
反向阻断：
当集电极被施加一个(ge)(ge)(ge)反向电压(ya)时，J1 就会受到(dao)反向偏压(ya)控(kong)制(zhi)，耗(hao)尽层则会向N-区扩展(zhan)。因过(guo)多(duo)地(di)降低这(zhei)个(ge)(ge)(ge)层面(mian)的(de)厚度，将无法取得一个(ge)(ge)(ge)有效的(de)阻断能力，所以，这(zhei)个(ge)(ge)(ge)机制(zhi)十分重要。另(ling)一方面(mian)，如果过(guo)大地(di)增加这(zhei)个(ge)(ge)(ge)区域尺寸，就会连续地(di)提高压(ya)降。
正向阻断：
当栅极和(he)发射极短接并在集电(dian)极端子(zi)施加一个正电(dian)压(ya)时，P/NJ3结受反向电(dian)压(ya)控制。此时，仍然是由N漂(piao)移区中的耗尽层(ceng)承(cheng)受外部施加的电(dian)压(ya)。
闩锁：
IGBT在(zai)集(ji)电极(ji)(ji)与(yu)发射极(ji)(ji)之间有一个寄(ji)生PNPN晶闸管。在(zai)特殊条件下，这种寄(ji)生器(qi)件会导通(tong)(tong)。这种现象会使集(ji)电极(ji)(ji)与(yu)发射极(ji)(ji)之间的(de)电流(liu)量增加(jia)，对(dui)等(deng)效MOSFET的(de)控(kong)制能(neng)力降低(di)，通(tong)(tong)常还会引起器(qi)件击穿问题。晶闸管导通(tong)(tong)现象被称为(wei)IGBT闩锁，具体地说(shuo)，这种缺陷的(de)原(yuan)因(yin)互不相同，与(yu)器(qi)件的(de)状态(tai)有密切关系。通(tong)(tong)常情况下，静态(tai)和动态(tai)闩锁有如下主要区别：
当晶闸管全部(bu)导通时，静(jing)态(tai)闩锁出(chu)现。
只(zhi)在(zai)关断时(shi)才会(hui)出现(xian)(xian)动(dong)态闩(shuan)锁。这一特(te)殊现(xian)(xian)象严重地限制(zhi)了(le)安全操(cao)作区。
为防(fang)(fang)止寄生NPN和(he)PNP晶(jing)体管(guan)的(de)有(you)害现象，有(you)必要采取以下措施(shi)：一(yi)是(shi)防(fang)(fang)止NPN部分接通，分别改变布(bu)局和(he)掺杂级(ji)别。二是(shi)降低NPN和(he)PNP晶(jing)体管(guan)的(de)总(zong)电流(liu)增益。
此外，闩锁电(dian)(dian)流对PNP和NPN器(qi)件的(de)(de)电(dian)(dian)流增益有一(yi)定(ding)的(de)(de)影响，因此，它与结温(wen)的(de)(de)关系也非常密切；在结温(wen)和增益提高(gao)的(de)(de)情况下，P基区的(de)(de)电(dian)(dian)阻(zu)率(lv)会升高(gao)，破坏了整体特(te)性。因此，器(qi)件制造商必(bi)须注意(yi)将集电(dian)(dian)极最大电(dian)(dian)流值(zhi)与闩锁电(dian)(dian)流之间(jian)保(bao)持一(yi)定(ding)的(de)(de)比例，通常比例为1：5。
2010年，中国(guo)科(ke)(ke)学院(yuan)微(wei)(wei)电子(zi)研(yan)(yan)究所(suo)(suo)成功研(yan)(yan)制(zhi)国(guo)内(nei)首款可(ke)(ke)产业(ye)化(hua)(hua)IGBT芯片，由(you)中国(guo)科(ke)(ke)学院(yuan)微(wei)(wei)电子(zi)研(yan)(yan)究所(suo)(suo)设计(ji)研(yan)(yan)发(fa)的(de)15-43A /1200V IGBT系列(lie)产品（采用(yong)Planar NPT器(qi)件结构(gou)）在华润(run)微(wei)(wei)电子(zi)工(gong)(gong)艺平(ping)台上流片成功，各(ge)项(xiang)参(can)数均达到设计(ji)要求(qiu)，部分(fen)性能优于国(guo)外同类产品。这是我(wo)国(guo)国(guo)内(nei)首款自(zi)主研(yan)(yan)制(zhi)可(ke)(ke)产业(ye)化(hua)(hua)的(de)IGBT（绝缘栅(zha)双极晶体管(guan)）产品，标志(zhi)着(zhe)我(wo)国(guo)全(quan)国(guo)产化(hua)(hua)IGBT芯片产业(ye)化(hua)(hua)进程取得了重大(da)突(tu)破，拥有(you)了第一(yi)条专业(ye)的(de)完整(zheng)通过客户产品设计(ji)验证的(de)IGBT工(gong)(gong)艺线(xian)。该科(ke)(ke)研(yan)(yan)成果主要面向家用(yong)电器(qi)应用(yong)领域，联(lian)合江(jiang)苏矽莱克电子(zi)科(ke)(ke)技(ji)有(you)限公(gong)司进行(xing)市场推广，目前正由(you)国(guo)内(nei)著(zhu)名的(de)家电企业(ye)用(yong)户试用(yong)，微(wei)(wei)电子(zi)所(suo)(suo)和华润(run)微(wei)(wei)电子(zi)将联(lian)合进一(yi)步推动(dong)国(guo)产自(zi)主IGBT产品的(de)大(da)批量(liang)生产。
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