IGBT原理與設計

IGBT由初始的Planar演進至第四代的Trench，現在又有人提出第五代Thin Wafer製程。隨著製程及設計的進步，IGBT的觸角正逐漸深入高頻及高功率的領域，擴張其版圖。可預見的是，IGBT的性能將會繼續改進，成為功率元件的主流。

在講求高效率及節省能源的今天，如何有效的運用生活中不可或缺的電，成為一個新的課題。現代的社會對電的依賴性越來越高，從小型的收音機、電視機至大型的空調冷卻系統、高速火車，都需用到電力。如何利用輸入的電力，加以控制，並有效率的將之轉換為我們所需要的輸出形式，實有賴於功率元件（Power Device）的技術。(圖一)顯示半導體功率元件已被廣泛的用在許多的用途中，包括電源供應器、汽車、顯示器、通訊電子、照明、工廠自動化、馬達控制等等。

我們可以看到功率元件應用的範圍相當廣，電壓由數十伏特至數千甚至上萬伏特，而電流則可從數個毫安培至數百或上千安培。當然，不可能有一個元件可以適用所有的用途。因此根據不同的功率要求就有不同結構的元件被發明。(圖二)顯示不同功率及頻率的要求下，所適用的元件結構。除了一些超高功率的應用外，其餘的應用幾乎被IGBT與MOSFET所涵蓋。在分類上，IGBT適用於較低頻及較高功率的應用，而MOSFET則適合用在高頻與低功率的範圍。當然MOSFET也可以用在高功率的地方，不過其效率會急劇的下降。同理，IGBT也不適合用在低功率的地方。
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