电磁炉场效应管
简介
IGBT，英文全称Insulated Gate Bipolar Transistor，中文是绝缘栅双极型晶体管芯片。从结构单元功能看，是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件。
在我们的产品中主要用在电磁加热电路。事实上，变频器、微波炉、相机、跑步机、电梯、电动汽车、高铁、智能电网等等，都是它的应用阵地。
发展历史
1979年的MOS栅功率开关器件作为首个类晶闸管的结构（P-N-P-N四层组成）被认为是IGBT的先驱。又经过八十年代的工艺发展，1988年开始投入正式的市场应用，1995年其制造工艺的进一步升级后，在市场得以广泛推广。我们国内的电磁炉行业也在这一时期启动发展起来的，在此之前国内能见到的少量电磁炉都是港台产的场效应管方案产品。
主要特点
IGBT兼有MOSFET的高输入阻抗和GTR的低导通压降两方面的优点，在综合性能方面占有明显优势，具有以下特点：高输入阻抗，可采用通用低成本的驱动线路；高速开关特性；导通状态低损耗。更适合电磁炉这种高频率、大功率的应用环境。
结构分析
如图所示就是一个N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构。N+区称为源区，附于其上的电极称为源极（发射极E）。N基极称为漏区。器件的控制区为栅区，附于其上的电极称为栅极（即门极G）。沟道在紧靠栅区边界形成。在C、E两极之间的P型区（包括P+和P-区，沟道在该区域形成），称为亚沟道区。而在漏区另一侧的P+区称为漏注入区，它是IGBT特有的功能区，与漏区和亚沟道区一起形成PNP双极晶体管，起发射极的作用，向漏极注入空穴，进行导电调制，以降低器件的通态电压。附于漏注入区上的电极称为漏极（即集电极C）。
电路分析
从功能上来说，IGBT就是一个电路开关，用在电压几十到几百伏量级、电流几十到几百安量级的强电上的。其Vge耐压值标称20V，升高到20-30V间就会导致IGBT击穿，由此，我们在电磁炉的IGBT栅极加了ZD301这一18V稳压二极管做钳位保护，以预防IGBT关断产生的寄生电感和寄生电容。IGBT正常工作时Vge电压应为12V-18V，此电压越高，过流损耗越小；Vge在12V以下的低压区时IGBT为放大状态，损耗大、发热量高，所以驱动电压不足也会导致爆管；
在电子电路中，交流电变成直流电的电路叫做整流；直流电变成交流电叫做逆变；直流变直流的是开关电源；三相交流变交流的是矩阵变换器。IGBT的使用就是直流变交流的逆变电路。其运行时是作为一个开关元件，对其栅极（门极）给一个高电平，即可使其集电极与发射极之间导通，再给低电平信号时，集电极和发射极之间关断。其通断完全由专用芯片发送的PWM信号控制。
上图所示，可通过PWM得到不同电压的直流电。
此图是通过PWM得到不同电压、频率的交流电的方法。截止目前，我们产品设计中也有这种应用，但因功率较小、频率较低，是使用双向可控硅来实现这一问题，在豆浆机等产品系列中普遍应用。
研发背景
目前IGBT的市场应用主要分为三类：一是600V以下，如数码相机、汽车点火器；二是600V到1700V，如家电、新能源汽车、太阳能逆变器等；三是1700V-6500V或以上，用于智能电网、轨道交通、风力发电等。
在2010年之前，国内不具备IGBT的量产条件，全部依托进口，一些高端IGBT的进口中需注明用途，不可应用于军事。这也是当年优先发展双向可控硅的原因，双向可控硅的制造工艺较IGBT简单很多。直至2010年，国内才建成了首条IGBT产线，真正实现国产。经过几年发展，我国在不同的级别均有所突破，在各行业中国产化替代已逐步开启。
从国际上整体看，可以认为目前属于第7.5代技术，自第6代起，可以认为IGBT的主要应用潜力已经发掘出来了，当前的主要研究方向是散热封装工艺。
我们产品主要使用的依然是传统龙头品牌英飞凌的进口IGBT，相信随着国产工艺的不断精进，供应能力与品质的不断提高，国产IGBT的替代不会遥远了。
检修方法
1、判断极性
首先将万用表拨在R×1KΩ挡，用万用表测量时，若某一极与其它两极阻值为
无穷大，调换表笔后该极与其它两极的阻值仍为无穷大，则判断此极为栅极（G）。其余两极再用万用表测量，若测得阻值为无穷大，调换表笔后测量阻值较小。在测量阻值较小的一次中，则判断红表笔接的为集电极（C）；黑表笔接的为发射极（E）。
2、判断好坏
将万用表拨在R×10KΩ挡，用黑表笔接IGBT的集电极（C），红表笔接IGBT的发射极（E），此时万用表的指针在零位。用手指同时触及一下栅极（G）和集电极（C），这时IGBT被触发导通，万用表的指针摆向阻值较小的方向，并能站住指示在某一位置。然后再用手指同时触及一下栅极（G）和发射极（E），这时IGBT被阻断，万用表的指针回零。此时即可判断IGBT是好的。
3、注意事项
任何指针式万用表皆可用于检测IGBT。注意判断IGBT好坏时，一定要将万用表拨在R×10KΩ挡，因R×1KΩ挡以下各档万用表内部电池电压太低，检测好坏时不能使IGBT导通，而无法判断IGBT的好坏。此方法同样也可以用于检测功率场效应晶体管（P-MOSFET）的好坏。
下面是转发自网络的一段IGBT检测演示视频：
（一不小心写了这么多，希望主要问题都讲到了。如还有疑问，直接留言即可。）
