在电力电子领域，绝缘栅双极型晶体管（IGBT）作为一种重要的功率半导体器件，发挥着关键作用。下面将详细介绍 IGBT 的基本工作原理、作用、选型要求、影响可靠性的因素、使用注意事项以及保管方法。
IGBT 由栅极（G）、发射极（E）和集电极（C）三个极控制。其开关作用通过加正向栅极电压形成沟道，为 PNP 晶体管提供基极电流，使 IGBT 导通；反之，加反向门极电压消除沟道，切断基极电流，使 IGBT 关断。具体而言，若在 IGBT 的栅极和发射极之间加上驱动正电压，则 MOSFET 导通，PNP 晶体管的集电极与基极之间成低阻状态而使得晶体管导通；若 IGBT 的栅极和发射极之间电压为 0V，则 MOSFET 截止，切断 PNP 晶体管基极电流的供给，使得晶体管截止。
需要注意的是，如果 IGBT 栅极与发射极之间的驱动电压过低，IGBT 不能稳定工作；若过高甚至超过栅极 — 发射极之间的耐压，则 IGBT 可能会损坏。同样，若 IGBT 集电极与发射极之间的电压超过允许值，流过 IGBT 的电流会超限，导致 IGBT 的结温超过允许值，IGBT 也有可能损坏。
IGBT 是一种功率晶体管，运用此种晶体设计的 UPS 可有效提升产品效能，具有电源品质好、效率高、热损耗少、噪音低、体积小与产品寿命长等多种优点。IGBT 主要用于变频器逆变和其他逆变电路，将直流电压逆变成频率可调的交流电。它有阴极、阳极和控制极，关断时其阻抗非常大，基本是断路；接通时存在很小的电阻，通过接通或断开控制极来控制阴极和阳极之间的接通和关断。
- 安全工作区：在安全方面，主要涉及电的特性，除常规的变压电流外，还包括 RBSOA（反向偏置安全工作区）和短路时的保护。设计时需考虑结温要求，长期工作必须保证温度在安全结温之内。这需要提供模块相关的应用参数，结合选择的 IGBT 芯片、封装和电流，计算产品的功耗和结温，判断是否满足安全结温需求。
- 热限制：热限制涉及脉冲功，其时间较短，可能不是长期工作点，突然增加的情况会涉及动态热阻，即热阻抗。热阻抗的波动量会直接影响 IGBT 的可靠性和寿命，如 50 赫兹波动量小，IGBT 寿命才长。
- 封装要求：封装要求主要体现在外部封装材料上，结构设计也与封装相关。不同的设计布局和结构差异很大，会影响 IGBT 的性能和应用。
- 可靠性要求：可靠性问题主要与结温波动有关。结温波动会影响绑定线和硅片之间的焊接，长时间下来，若工艺不好，会出现裂痕甚至断裂，影响保护压降，导致 IGBT 失效。此外，热循环也会影响硅片和 DCB 材料之间的连接，失效后会出现分层现象。
- IGBT 额定电压的选择：对于三相 380V 输入电压，经过整流和滤波后，直流母线电压的值确定。在开关工作条件下，IGBT 的额定电压一般要求高于直流母线电压的两倍，可根据 IGBT 规格的电压等级，选择 1200V 电压等级的 IGBT。
- IGBT 额定电流的选择：以 30kW 变频器为例，负载电流约为 79A。考虑到负载电气启动或加速时的电流过载，一般要求 1 分钟内承受 1.5 倍的过流，即负载电流约为 119A ，建议选择 150A 电流等级的 IGBT。
- IGBT 开关参数的选择：变频器的开关频率一般小于 10kHZ，在实际工作中，IGBT 的通态损耗所占比重较大，建议选择低通态型 IGBT。
- 栅电压：IGBT 工作时必须有正向栅电压，常用的栅驱动电压值为 15～18V，用到 20V。栅电压与栅极电阻 Rg 有很大关系，设计 IGBT 驱动电路时，需参考 IGBT Datasheet 中的额定 Rg 值，设计合适的驱动参数，保证合理的正向栅电压。因为正向栅电压越高，开通损耗越小，正向压降也越小。
- Miller 效应：为降低 Miller 效应的影响，在 IGBT 栅驱动电路中可采用改进措施：开通和关断采用不同栅电阻 Rg，ON 和 Rg，off，确保 IGBT 的有效开通和关断；栅源间加电容 c，对 Miller 效应产生的电压进行能量泄放；关断时加负栅压。实际设计中，三者合理组合，改进效果更佳。
操作过程中要佩戴防静电手环；尽量不要用手触摸驱动端子部分，必须触摸时，先将人体或衣服上的静电用大电阻接地进行放电后再触摸；IGBT 模块驱动端子上的黑色海绵是防静电材料，用户用接插件引线时取下防静电材料应立即插上引线；焊接作业时，设备易产生静电，为防止静电产生，需将设备处于良好的接地状态。
一般保存 IGBT 模块的场所，应保持常温常湿状态，常温规定为 5℃～35℃，常湿规定为 45%～75%，在冬天特别干燥的地区，需要加湿机加湿；尽量远离有腐蚀性气或灰尘较多的场合；避免放在温度急剧变化的场所，防止 IGBT 模块表面结露水，应放在温度变化较小的地方；IGBT 模块在未投入生产时不要裸露放置，防止端子氧化。
