自20世紀80年代末開始工業應用以來，IGBT（絕緣柵雙極晶體管）經歷了快速發展。它不僅取代了工業應用中的MOS、GTR等器件，也逐漸取代了消費電子應用中廣泛使用的BJT、MOS等功率器件，甚至在原本由SCR、SCR為主的大功率領域占有一席之地。GTO、IGBT作為新型功率半導體器件的代表，是國際上廣泛認可的第三次電力電子技術革命的典型產物。

IGBT已廣泛應用于工業、通信、計算機、消費電子、汽車電子、航空航天、國防軍工等傳統行業，同時也應用于軌道交通、新能源、智能電網、新能源汽車等戰略性領域新興產業。

新能源汽車

IGBT在電動汽車、充電樁等設備中發揮著核心技術作用。在電動汽車中，IGBT主要應用于電控系統中，驅動大功率DC/AC變頻電機。此外，它還用作汽車空調控制系統和智能充電樁中的開關元件。

IGBT在電機驅動系統中約占一半的成本比例，不僅體現在電機驅動上，還延伸到新能源發電、空調等領域。以特斯拉 Model 3 為例，其動力來源來自裝載有 7000 節 18650 電池的電池組。這些電池重900公斤，為85kWh電池組提供400伏直流電。然而，特斯拉電動汽車的電機需要采用交流電驅動，通過調節電機交流電的頻率來控制轉速，可以精確調節車輛的速度和加速性能。特斯拉電動汽車能夠在短短3秒內加速到100公里/小時，這得益于交流電機的快速啟動速度，其中IGBT發揮了關鍵作用。

充電樁從標準 220 伏交流電網獲取電力，而特斯拉電動汽車的電池需要直流電充電。這就需要IGBT將交流電轉換為直流電，并將電壓升壓至電動汽車所需的400伏，以滿足7000節18650電池的充電需求。IGBT的性能直接影響電動汽車的充電效率和速度。特斯拉電動汽車的充電過程，以及其高效率、快速充電能力，都與IGBT密切相關。

在導通狀態下，IGBT可承受數十至數百安培的電流；在斷開狀態下，可承受數百至數千伏的電壓。此外，在極高的電流和電壓條件下，IGBT還表現出高達每秒10,000次的優異開關速度。因此，IGBT的品質直接決定電動汽車的加速性能、最高速度、能耗水平，以及能否實現二級啟動、換擋平順、停車平穩等核心特性。因此，將IGBT稱為電動汽車的心臟是恰當的。

智能電網

智能電網的發電端、輸電端、變電端和用電端都需要使用IGBT。IGBT在智能電網領域的應用非常廣泛，涵蓋了許多關鍵環節，為電力系統的高效運行和能量管理提供了重要支撐。

1.發電機

在智能電網中，風力發電和光伏發電是重要的可再生能源，其產生的交流電需要通過整流器和逆變器轉換為直流或交流電才能與電力系統融合。這些轉換過程需要 IGBT 實現高效的功率轉換并確保穩定的能量注入電網。

2.傳輸端

特高壓直流（UHVDC）技術在智能電網中發揮著關鍵作用，它可以將電能遠距離傳輸到不同區域并減少傳輸損耗。在特高壓直流系統中，柔性交流輸電技術（FACTS）需要大量使用IGBT來實現潮流的精確控制，以維持電力系統的穩定性和可靠性。

3.變電站

電力電子變壓器是智能電網的重要組成部分，用于實現電能的變換和分配。在變電站端，采用IGBT作為控制電能變換的關鍵器件，使電網可以根據需要調節電壓和頻率，以適應不同的輸配電需求。

4.電源端

智能電網中的電力消費者包括家庭、商業和工業用電等。空調、洗衣機等家用白色家電、微波爐、LED照明驅動器和其他消費電器需要高效的能量轉換和控制。這時，IGBT就發揮了關鍵作用。通過對IGBT的精確控制，可以實現電能的高效利用和節能。

軌道交通

現代軌道交通中，交流傳動技術是核心之一，牽引變流器是關鍵部件，IGBT在其中發揮著重要作用。IGBT作為牽引變流器的核心器件，廣泛應用于軌道交通車輛的牽引變流器和輔助變流器中。

此外，IGBT還廣泛應用于其他領域，如電源應用、UPS系統、電動汽車電機驅動、逆變器、太陽能逆變器等。與BJT相比，它具有開關損耗更低、緩沖電路要求更小的優點，使其在各種應用中展現出強大的性能和潛力。

1.電機驅動電路

在逆變電路中，廣泛采用IGBT作為開關元件，實現直流到交流的轉換過程。這種轉換技術可用于各種尺寸的電機驅動器。特別是在空調和冰箱等家用電器、工業電機以及汽車主電機控制器中，用于逆變器應用的IGBT在提高這些系統的效率水平方面發揮著重要作用。

2.不間斷電源電路（UPS）

IGBT 具有高效率和節省空間的特點，主要應用于中大容量型號，包括幾 kVA 甚至更高容量的型號。

家用電器

感應加熱技術旨在通過利用 LC 諧振實現零電壓開關 (ZVS) 或零電流開關 (ZCS) 來最大限度地減少開關損耗。鑒于諧振電壓或電流較高，應用時通常選擇IGBT。更具體地說，IGBT常用于感應加熱系統，例如電磁爐、電磁爐、微波爐等。

IGBT比MOSFET的開關速度更快嗎？

一般來說，MOSFET 由于其單極晶體管行為而開關速度通常更快，而 IGBT 速度較慢，但能夠處理更高的電壓和電流水平。IGBT（絕緣柵雙極晶體管）和 MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）具有不同的開關特性，其中一種是否比另一種更快取決于應用。