讲到半导体IGBT，大家肯定会问这是什么？

什么是半导体IGBT模块

IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor），绝缘栅双极型晶体管，是由 BJT（双极型三极管）和 MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件， 兼有 MOSFET 的高输入阻抗和 GTR 的低导通压降两方面的优点。GTR 饱和压降低，载流密度大，但驱动电流较大；MOSFET 驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT 综合了以上两种器件的优点，驱动功率小而饱和压降低。非常适合应用于直流电压为 600V 及以上的变流系统如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。

IGBT 模块是由 IGBT（绝缘栅双极型晶体管芯片）与 FWD（续流二极管芯片）通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品；封装后的 IGBT 模块直接应用于变频器、UPS 不间断电源等设备上；

IGBT模块的基本原理

以下就是半导体IGBT模块中MOSFET的工作原理，其中*红色区域为P型掺杂，绿色区域为N型掺杂：

底部N部分电子向正极移动，空穴向相反方向移动，底部N与P交界处内电场持续增大，即电路断开。如下图：

源极与漏极电压不变，栅源加正电压，P部分电子吸引到绝缘板附近，空穴被填充，此处电位逐渐变化到和两旁N部分相同，于是一条通道打开了。如下图：

电子在源极、漏极电压驱动下运动，产生电流，电路接通。降低栅极电压，通道关闭，电路也就闭合了。栅极的存在，使得MOS管只需要很小的驱动功率，而且开关速度快。如下图：

IGBT的工作原理在MOSFET背面增加N+和P+层。“+”意味着更高的自由电子或者空穴密度。从而IGBT在保留MOS管优点的同时，增加了载流能力和抗压能力。

相对于MOSFET，IGBT具有哪些优势？

IGBT模块的典型封装工序：

芯片和DBC焊接绑线——>DBC和铜底板焊接——>安装外壳——>灌注硅胶——>密封——>终测

IGBT模块的内部结构：

IGBT模块的电流路径与散热路径

电流路径：对于模块，为了提升通流能力，一般会采用多芯片并联的方式：

散热路径：单面散热模块散热路径如下图所示，芯片为发热源，通过DBC、铜底板传导至散热器，散热路径的热阻越低越好，除了DBC采用热导率更高的高导热陶瓷材料之外，部分模块制造商采用银烧结的焊接工艺增强散热路径的导热性与可靠性：

IGBT模块的封装方式

▪ 应用端对IGBT模块的主要要求是：高可靠性、高功率密度、成本优势；

▪ 主流的模块应用解决方案主要有以下几种：分立器件、1in1、2in1、6in1、All in

分立器件

1in1

2in1

6in1

ALL in

今天的半导体IGBT模块的认识中的模块结构就先讲到这里了，关于IGBT模块的其它知识，可关注下期内容，谢谢大家！

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