パワーエレクトロニクス-IGBT
絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）は、3端子の半導体デバイスであり、主に電子スイッチとして使用されます。高速スイッチングと高効率が特徴であり、ランプバラスト、電気自動車、可変周波数ドライブ（VFD）などの最新の電化製品に必要なコンポーネントとなっています。
迅速にオンとオフを切り替える機能により、パルス幅変調を使用して複雑な波形パターンを処理するアンプに適用できます。IGBTは、MOSFETとBJTの特性を組み合わせて、それぞれ高電流容量と低飽和電圧容量を実現します。これは、FET（電界効果トランジスタ）を使用して絶縁ゲートを統合し、制御入力を取得します。
IGBTシンボル
IGBTの増幅は、入力信号に対する出力信号の比率によって計算されます。従来のBJTでは、ゲインの次数（β）は、入力電流に対する出力電流の比率に等しくなります。
IGBTのON状態抵抗（RON）の値はMOSFETよりも非常に低くなっています。これは、特定のスイッチング動作でのバイポーラ両端の電圧降下（I 2 R）が非常に小さいことを意味します。IGBTの順方向ブロッキング動作は、MOSFETの動作と似ています。
静的状態でIGBTを制御スイッチとして使用すると、その電流および電圧定格はBJTと同じになります。逆に、IGBTの絶縁ゲートにより、BJT電荷の駆動が容易になるため、必要な電力が少なくて済みます。
IGBTは、ゲート端子がアクティブか非アクティブかに基づいてオンまたはオフに切り替えられます。ゲートとエミッタ間の一定の正の電位差により、IGBTはオン状態に維持されます。入力信号が除去されると、IGBTはオフになります。
IGBTの動作原理
IGBTは、BJTとは異なり、デバイスの導通を維持するために必要な電圧はわずかです。IGBTは単方向デバイスです。つまり、順方向にのみオンに切り替えることができます。これは、双方向のMOSFETとは異なり、電流がコレクタからエミッタに流れることを意味します。
IGBTのアプリケーション
IGBTは、トラクションモーターなどの中高出力アプリケーションで使用されます。大型IGBTでは、100アンペアの範囲の大電流と最大6kvのブロッキング電圧を処理できます。
IGBTは、ソリッドステートスイッチングの必要性が必要なコンバーター、インバーター、その他のアプライアンスなどのパワーエレクトロニクスデバイスでも使用されます。バイポーラは、高電流および高電圧で利用できます。ただし、スイッチング速度は低速です。それどころか、MOSFETは高価ですがスイッチング速度が速いです。