絕緣柵雙極晶體管（Insulate-Gate Bipolar Transistor—IGBT）綜合了電力晶體管（Giant Transistor—GTR）和電力場效應晶體管（Power MOSFET）的優點，具有良好的特性，應用領域很廣泛；IGBT也是三端器件：柵極，集電極和發射極。

　電力MOSFET器件是單極型（N溝道MOSFET中僅電子導電、P溝道MOSFET中僅空穴導電）、電壓控制型開關器件；因此其通、斷驅動控制功率很小，開關速度快；但通態降壓大，難于制成高壓大電流開關器件。電力三極晶體管是雙極型（其中，電子、空穴兩種多數載流子都參與導電）、電流控制型開關器件；因此其通-斷控制驅動功率大，開關速度不夠快；但通態壓降低，可制成較高電壓和較大電流的開關器件。為了兼有這兩種器件的優點，棄其缺點，20世紀80年代中期出現了將它們的通、斷機制相結合的新一代半導體電力開關器件——絕緣柵極雙極型晶體管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）。它是一種復合器件，其輸入控制部分為MOSFET，輸出級為雙級結型三極晶體管；因此兼有MOSFET和電力晶體管的優點，即高輸入阻抗，電壓控制，驅動功率小，開關速度快，工作頻率可達到10~40kHz（比電力三極管高），飽和壓降低（比MOSFET 小得多，與電力三極管相當），電壓、電流容量較大，安全工作區域寬。目前2500~3000V、800~1800A的IGBT器件已有產品，可供幾千kVA以下的高頻電力電子裝置選用。
　　圖1為IGBT的符號、內部結構等值電路及靜態特性。IGBT也有3個電極：柵極G、發射極E和集電極C。輸入部分是一個MOSFET管，圖1中Rdr表示MOSFET的等效調制電阻（即漏極-源極之間的等效電阻RDS）。輸出部分為一個PNP三極管T1，此外還有一個內部寄生的三極管T2（NPN管），在NPN晶體管T2的基極與發射極之間有一個體區電阻Rbr。
　　當柵極G與發射極E之間的外加電壓UGE=0時，MOSFET管內無導電溝道，其調制電阻Rdr可視為無窮大，Ic=0，MOSFET處于斷態。在柵極G與發射極E之間的外加控制電壓UGE，可以改變MOSFET管導電溝道的寬度，從而改變調制電阻Rdr，這就改變了輸出晶體管T1（PNP管）的基極電流，控制了IGBT管的集電極電流Ic。當UGE足夠大時（例如15V），則T1飽和導電，IGBT進入通態。一旦撤除UGE，即UGE=0，則MOSFET從通態轉入斷態，T1截止，IGBT器件從通態轉入斷態。

二、IGBT的基本特性
　　
1、 靜態特性

　　　（1） 輸出特性：是UGE一定時集電極電流Ic與集電極-發射極電壓UCE的函數關系，即Ic=f（UCE）。
　　圖1示出IGBT的輸出特性。UGE=0的曲線對應于IGBT處于斷態。在線性導電區I，UCE增大，Ic增大。在恒流飽和區Ⅱ，對于一定的UGE，UCE增大，IC不再隨UCE而增大。{{分頁}}
　　在UCE為負值的反壓下，其特性曲線類似于三極管的反向阻斷特性。
　　為了使IGBT安全運行，它承受的外加壓、反向電壓應小于圖1（c）中的正、反向折轉擊穿電壓。
　　（2） 轉移特性：是圖1（d）所示的集電極電流Ic與柵極電壓UGE的函數關系，即Ic=f(UGE)。
　　當UGE小于開啟閾值電壓UGE th時，等效MOSFET中不能形成導電溝道；因此IGBT處于斷態。當UGE>UGE th后，隨著UGE的增大，Ic顯著上升。實際運行中，外加電壓UGE的最大值UGEM一般不超過15V，以限制Ic 不超過IGBT管的允許值ICM。IGBT在額定電流時的通態壓降一般為1.5~3V。其通態壓降常在其電流較大（接近額定值）時具有正的溫度系數（Ic增大時，管壓降大）；因此在幾個IGBT并聯使用時IGBT器件具有電流自動調節均流的能力，這就使多個IGBT易于并聯使用。
　　
2、 動態特性

　　　圖2示出了IGBT的開通和關斷過程。開通過程的特性類似于MOSFET；因為在這個區間，IGBT大部分時間作為MOSFET運行。開通時間由4個部分組成。開通延遲時間td是外施柵極脈沖從負到正跳變開始，到柵-射電壓充電到UGE th的時間。這以后集電極電流從0開始上升，到90%穩態值的時間為電流上升時間tri。在這兩個時間內，集-射極間電壓UCE基本不變。此后，UCE開始下降。下降時間tfu1是MOSFET工作時漏-源電壓下降時間tfu2是MOSFET和PNP晶體管同時工作時漏-源電壓下降時間；因此，IGBT開通時間為 ton=td+tr+tfu1+tfu2。
　　開通過程中，在td、tr時間內，柵-射極間電容在外施正電壓作用下充電，且按指數規律上升，在tfu1、tfu2這一時間段內MOSFET開通，流過對GTR的驅動電流，柵-射極電壓基本維持IGBT完全導通后驅動過程結束。柵-射極電壓再次按指數規律上升到外施柵極電壓值。
　　IGBT關斷時，在外施柵極反向電壓作用下，MOSFET輸入電容放電，內部PNP晶體管仍然導通，在最初階段里，關斷的延遲時間td和電壓UCE的上升時間tr，由IGBT中的MOSFET決定。關斷時IGBT和MOSFET的主要差別是電流波形分為tfi1和tfi2兩部分，其中，tfi1由MOSFET決定，對應于MOSFET的關斷過程；tfi2由PNP晶體管中存儲電荷所決定。因為在tfi1末尾MOSFET已關斷，IGBT又無反向電壓，體內的存儲電荷難以被迅速消除；所以漏極電流有較長的下降時間。因為此時漏源電壓已建立，過長的下降時間會產生較大的功耗，使結溫增高；所以希望下降時間越短越好。
　　
3、 擎住效應