電源設計の技術情報サイト

技術資料ダウンロード

2021.07.27 IGBTパワーデバイス

IGBTとは

IGBTとは

  • Facebookでシェア
  • Twitterでシェア

この記事のキーポイント

・IGBTはInsulated Gate Bipolar Transistorの略号で、日本語の名称は「絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ」。

・MOSFETとバイポーラトランジスタの複合化により、それぞれの良い点を兼ね備えたパワートランジスタ。

・高入力インピーダンス、高速スイッチング、高耐圧でも低オン抵抗が基本的な特徴。

IGBTとは

IGBTはInsulated Gate Bipolar Transistorの頭文字をとった略号で、日本語の名称は「絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ」です。IGBTはMOSFETとバイポーラトランジスタの複合化により、それぞれの良い点を兼ね備えたパワートランジスタです。IGBTには、Nチャネル型とPチャネル型の2種類がありますが、現在主流のNチャネル型を例にします。

以下に、Nチャネル型IGBTの回路図記号とその等価回路を示します。等価回路にはより詳細を示したものがありますが、わかりやすいように比較的シンプルなイメージのものを示してあります。構造を含めて実際にはもう少し複雑です。構造などの詳細は後述します。

Nチャネル型IGBTの回路図記号。/Nチャネル型IGBTの等価回路例。

IGBTには、ゲート、コレクタ、エミッタの3つの端子があります。ゲートはMOSFETと同じ、コレクタとエミッタはバイポーラトランジスタと同じです。IGBTはMOSFETと同様に電圧制御素子で、Nチャネル型の場合はエミッタに対して正の電圧をゲートに印加すると、コレクタ‐エミッタ間が導通しコレクタ電流が流れます。動作や駆動方法ついては別途説明を予定しています。

前述のように、IGBTはMOSFETとバイポーラトランジスタの良いところを兼ね備えたトランジスタです。MOSFETはゲートが絶縁されているので入力インピーダンスが高く、比較的スイッチング速度が速いのが利点ですが、高耐圧にするとオン抵抗が高くなる欠点を持っています。バイポーラトランジスタは高耐圧でもオン抵抗が低いのですが、入力インピーダンスが低く、スイッチング速度が遅いのが欠点です。IGBTはそれぞれの欠点を補完することで、高入力インピーダンス、高速スイッチング*、高耐圧でも低オン抵抗を実現したトランジスタになっています。  *MOSFETよりは遅いがバイポーラトランジスタよりは速いレベル。

IGBTやMOSFETなどのパワーデバイスは、アプリケーションの使用条件や要求事項によって、例えば高耐圧にはIGBT、低耐圧であればMOSFETといったように、適材適所で使い分けられています。IGBTの適用範囲やアプリケーションに関しては後述します。

無料ダウンロードはこちら