由于IGBT在電能轉換中扮演的重要角色，它能夠為各種高電壓和大電流應用提供更高的效率和節能效果，被廣泛應用于工業(yè)控制、新能源、變頻家電等領(lǐng)域。特別是在新能源汽車(chē)中，IGBT 模塊占電動(dòng)車(chē)整車(chē)成本約5%左右，是除電池之外成本第二高的元件。根據IHS預測，全球汽車(chē)電動(dòng)化用IGBT模塊未來(lái)5年復合增長(cháng)率高達23.5%。目前國內IGBT供需差距，國產(chǎn)量?jì)H為市場(chǎng)銷(xiāo)量的七分之一。
2018 年 IGBT 模塊需求量為7898萬(wàn)只，但是國內產(chǎn)量只有1115萬(wàn)只，供需缺口。據業(yè)內人士透露，IGBT整體市場(chǎng)規模會(huì )保持每年10%以上的增長(cháng)速度，主要受益于新能源汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展。但是國產(chǎn)IGBT的增長(cháng)速度會(huì )遠此，以上市公司斯達半導體為例，2016年至2018年，連續保持45%以上的增長(cháng)率。國內諸多公司以IGBT為主營(yíng)業(yè)務(wù)的公司實(shí)現了高速增長(cháng)。

IGBT的應用領(lǐng)域
按電壓分布的應用領(lǐng)域
1、新能源汽車(chē)
IGBT模塊在電動(dòng)汽車(chē)中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用，是電動(dòng)汽車(chē)及充電樁等設備的核心技術(shù)部件。IGBT模塊占電動(dòng)汽車(chē)成本將近10%，占充電樁成本約20%。IGBT主要應用于電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域中以下幾個(gè)方面：
A）電動(dòng)控制系統 大功率直流/交流(DC/AC)逆變后驅動(dòng)汽車(chē)電機；
B）車(chē)載空調控制系統 小功率直流/交流(DC/AC)逆變，使用電流較小的IGBT和FRD；
C）充電樁 智能充電樁中IGBT模塊被作為開(kāi)關(guān)元件使用；
2、智能電網(wǎng)
IGBT廣泛應用于智能電網(wǎng)的發(fā)電端、輸電端、變電端及用電端：
從發(fā)電端來(lái)看，風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電中的整流器和逆變器都需要使用IGBT模塊。
從輸電端來(lái)看，特高壓直流輸電中FACTS柔性輸電技術(shù)需要大量使用IGBT等功率器件。
從變電端來(lái)看，IGBT是電力電子變壓器（PET）的關(guān)鍵器件。
從用電端來(lái)看，家用白電、 微波爐、 LED照明驅動(dòng)等都對IGBT有大量的需求。
3、軌道交通
IGBT器件已成為軌道交通車(chē)輛牽引變流器和各種變流器的主流電力電子器件。交流傳動(dòng)技術(shù)是現代軌道交通的核心技術(shù)之一，在交流傳動(dòng)系統中牽引變流器是關(guān)鍵部件，而IGBT又是牽引變流器核心的器件之一。

靜態(tài)特性
三菱制大功率IGBT模塊
三菱制大功率IGBT模塊
IGBT 的靜態(tài)特性主要有伏安特性、轉移特性。
IGBT 的伏安特性是指以柵源電壓Ugs 為參變量時(shí)，漏極電流與柵極電壓之間的關(guān)系曲線(xiàn)。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1 、放大區2 和擊穿特性3 部分。在截止狀態(tài)下的IGBT ，正向電壓由J2 結承擔，反向電壓由J1結承擔。如果無(wú)N+緩沖區，則正反向阻斷電壓可以做到同樣水平，加入N+緩沖區后，反向關(guān)斷電壓只能達到幾十伏水平，因此限制了IGBT 的某些應用范圍。
IGBT 的轉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(xiàn)。它與MOSFET 的轉移特性相同，當柵源電壓小于開(kāi)啟電壓Ugs(th) 時(shí)，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， Id 與Ugs呈線(xiàn)性關(guān)系。高柵源電壓受大漏極電流限制，其佳值一般取為15V左右。

上升時(shí)間。實(shí)際應用中常給出的漏極電流開(kāi)通時(shí)間ton 即為td (on) tri 之和，漏源電壓的下降時(shí)間由tfe1 和tfe2 組成。
IGBT的觸發(fā)和關(guān)斷要求給其柵極和基極之間加上正向電壓和負向電壓，柵極電壓可由不同的驅動(dòng)電路產(chǎn)生。當選擇這些驅動(dòng)電路時(shí)，基于以下的參數來(lái)進(jìn)行：器件關(guān)斷偏置的要求、柵極電荷的要求、耐固性要求和電源的情況。因為IGBT柵極- 發(fā)射極阻抗大，故可使用MOSFET驅動(dòng)技術(shù)進(jìn)行觸發(fā)，不過(guò)由于IGBT的輸入電容較MOSFET為大，故IGBT的關(guān)斷偏壓應該比許多MOSFET驅動(dòng)電路提供的偏壓更高。
IGBT在關(guān)斷過(guò)程中，漏極電流的波形變?yōu)閮啥?。因為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(cháng)的尾部時(shí)間，td(off)為關(guān)斷延遲時(shí)間，trv為電壓Uds(f)的上升時(shí)間。實(shí)際應用中常常給出的漏極電流的下降時(shí)間Tf由圖中的t(f1)和t(f2)兩段組成，而漏極電流的關(guān)斷時(shí)間
t(off)=td(off)+trv十t(f)
式中：td(off)與trv之和又稱(chēng)為存儲時(shí)間。
IGBT的開(kāi)關(guān)速度低于MOSFET，但明顯GTR。IGBT在關(guān)斷時(shí)不需要負柵壓來(lái)減少關(guān)斷時(shí)間，但關(guān)斷時(shí)間隨柵極和發(fā)射極并聯(lián)電阻的增加而增加。IGBT的開(kāi)啟電壓約3～4V，和MOSFET相當。IGBT導通時(shí)的飽和壓降比MOSFET低而和GTR接近，飽和壓降隨柵極電壓的增加而降低。
正式商用的IGBT器件的電壓和電流容量還很有限，遠遠不能滿(mǎn)足電力電子應用技術(shù)發(fā)展的需求；高壓領(lǐng)域的許多應用中，要求器件的電壓等級達到10KV以上，目前只能通過(guò)IGBT高壓串聯(lián)等技術(shù)來(lái)實(shí)現高壓應用。國外的一些廠(chǎng)家如瑞士ABB公司采用軟穿通原則研制出了8KV的IGBT器件，德國的EUPEC生產(chǎn)的6500V/600A高壓大功率IGBT器件已經(jīng)獲得實(shí)際應用，日本東芝也已涉足該領(lǐng)域。與此同時(shí)，各大半導體生產(chǎn)廠(chǎng)商不斷開(kāi)發(fā)IGBT的高耐壓、大電流、高速、低飽和壓降、高可靠性、低成本技術(shù)，主要采用1um以下制作工藝，研制開(kāi)發(fā)取得一些新進(jìn)展。2013年9月12日 我國的高壓大功率3300V/50A IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）芯片及由此芯片封裝的大功率1200A/3300V IGBT模塊通過(guò)，中國自此有了完全自主的IGBT“中國芯”。

柵極上的噪聲電平
在有電噪聲的環(huán)境中，如果柵極上的噪聲電壓超過(guò)VGT，并有足夠的柵電流激發(fā)可控硅(晶閘管)內部的正反饋，則也會(huì )被觸發(fā)導通。
應用安裝時(shí)，要使柵極外的連線(xiàn)盡可能短。當連線(xiàn)不能很短時(shí)，可用絞線(xiàn)或屏蔽線(xiàn)來(lái)減小干擾的侵入。在然后G與MT1之間加一個(gè)1KΩ的電阻來(lái)降低其靈敏度，也可以再并聯(lián)一個(gè)100nf的電容，來(lái)濾掉高頻噪聲。
2、德國西門(mén)]康SEMIKRON: IGBT模塊;可控硅模塊;二極管模塊;三相整流橋模塊;平板型可控硅;螺栓型可控硅;螺栓型二極管。
3、德國英飛凌Infineon: IGBT模塊; PIM模塊;可控硅模塊。
4、德國艾賽斯IXYS:快速恢復二極管模塊;可控硅模塊。
5、日本三菱MITSUBISHI: IGBT模塊; IPM模塊; PIM模塊。
6、日本富士FUJI: IGBT模塊; IPM模塊;三相整流橋模塊。
7、美國威士VISHAY:螺栓二極管;螺栓可控硅。
8、日本東芝TOSHIBA: IGBT模塊;整流橋模塊; GTO門(mén)極關(guān)斷可控硅。
9、IGBT無(wú)感吸收電容:美國CDE;加拿大EACO:德國EPCOS。
10、英國西碼WESTCODE:平板型可控硅;平板型二極管;螺栓型可控硅、螺栓型二極管。
11、意大利POSEICO:平板型可控硅;平板型二極管。
12、英國達尼克斯DYNEX:平板型可控硅;平板型二極管、GTO ]極可關(guān)斷可控硅
13、瑞士ABB:平板型可控硅;平板型二極管、GTO門(mén)極可關(guān)斷可控硅。
14、快速熔斷器:美國B(niǎo)USSMANN。

關(guān)于轉換電壓變化率
當驅動(dòng)一個(gè)大的電感性負載時(shí)，在負載電壓和電流間有一個(gè)很大的相移。當負載電流過(guò)零時(shí)，雙向可控硅(晶閘管)開(kāi)始換向，但由于相移的關(guān)系，電壓將不會(huì )是零。所以要求可控硅(晶閘管)要迅速關(guān)斷這個(gè)電壓。如果這時(shí)換向電壓的變化超過(guò)允許值時(shí)，就沒(méi)有足夠的時(shí)間使結間的電荷釋放掉，而使雙向可控硅(晶閘管)回到導通狀態(tài)。
為了克服上述問(wèn)題，可以在端子MT1和MT2之間加一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò )來(lái)限制電壓的變化，以防止誤觸發(fā)。一般，電阻取100R，電容取100nF。值得注意的是此電阻不能省掉。
1、日本三社SanRex:可控硅模塊;二極管模塊;三相整流橋模塊。
2、德國西門(mén)]康SEMIKRON: IGBT模塊;可控硅模塊;二極管模塊;三相整流橋模塊;平板型可控硅;螺栓型可控硅;螺栓型二極管。
3、德國英飛凌Infineon: IGBT模塊; PIM模塊;可控硅模塊。
4、德國艾賽斯IXYS:快速恢復二極管模塊;可控硅模塊。
5、日本三菱MITSUBISHI: IGBT模塊; IPM模塊; PIM模塊。
6、日本富士FUJI: IGBT模塊; IPM模塊;三相整流橋模塊。
7、美國威士VISHAY:螺栓二極管;螺栓可控硅。
8、日本東芝TOSHIBA: IGBT模塊;整流橋模塊; GTO門(mén)極關(guān)斷可控硅。
9、IGBT無(wú)感吸收電容:美國CDE;加拿大EACO:德國EPCOS。
10、英國西碼WESTCODE:平板型可控硅;平板型二極管;螺栓型可控硅、螺栓型二極管。
11、意大利POSEICO:平板型可控硅;平板型二極管。
12、英國達尼克斯DYNEX:平板型可控硅;平板型二極管、GTO ]極可關(guān)斷可控硅
13、瑞士ABB:平板型可控硅;平板型二極管、GTO門(mén)極可關(guān)斷可控硅。
14、快速熔斷器:美國B(niǎo)USSMANN。

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