IGBT (절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터) 란?

IGBT (절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터) 란?

 

1. IGBT (절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터)의 정의

IGBT (절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터)란?

IGBT는 "Insulated Gate Bipolar Transistor"의 약자로, 절연 게이트 타입 바이폴라 트랜지스터라고도 합니다.

IGBT는 파워 반도체 디바이스의 트랜지스터 분야로 분류됩니다.

 

파워 반도체 디바이스의 특징

파워 반도체 디바이스 (트랜지스터 분야)에서 IGBT 이외에 대표되는 것으로, MOSFET, 바이폴라 등이 있으며, 주로 반도체 스위치 용도로 사용됩니다.

각각 대응 가능한 스위칭 속도에 따라, 중속에서는 바이폴라, 고주파 영역에서는 MOSFET가 적합합니다.

IGBT는 입력부가 MOSFET 구조, 출력부가 바이폴라 구조인 복합 디바이스로, 전자와 정공의 2종류 캐리어를 사용하는 바이폴라 소자이면서, 낮은 포화 전압 (파워 MOSFET의 저 ON 저항에 해당)과, 비교적 빠른 스위칭 특성을 양립시킨 트랜지스터입니다.

단, 비교적 빠른 스위칭 특성이라고 해도, 파워 MOSFET에 비해서는 열등한 것이 IGBT의 약점입니다.

< 파워 디바이스의 기본 구조와 특징 >

 

MOSFET

반도체 소자의 구조가 Metal (금속) - Oxide (반도체 산화물) - Semiconductor (반도체)의 3층 구조로 이루어진 Field-Effect Transistor (전계 효과 트랜지스터)입니다.

 

BIPOLAR

바이폴라 (쌍극성) 소자를 사용한 것으로, p 타입과 n 타입 2종류의 반도체를 n-p-n 및 p-n-p로 구성한 전류 동작 타입의 트랜지스터입니다.

 

2. IGBT의 적용 범위

파워 반도체의 적용 범위

파워 반도체에는 소자 단위로 이루어진 디바이스 (Discrete) 부품 및 그 기본 부품을 조합한 모듈 (Module)이 있습니다.

IGBT도 동일하게, 디바이스와 모듈이 존재하며, 각각 최적의 적용 범위가 존재합니다.

하기의 그림은 스위칭 (동작) 주파수와 출력 용량에 대한 파워 반도체의 적용 범위입니다.

< 파워 반도체의 적용 범위 >

 

3. IGBT의 시장

IGBT의 응용 분야

파워 반도체의 일종인 IGBT는, 오토모티브용부터 산업기기, 민생기기까지 다양한 용도로 사용되고 있습니다. 전철 및 HEV / EV 등 고출력 용량의 3상 모터 제어 인버터용을 비롯하여 UPS, 산업기기 전원 등의 승압 제어용, IH등의 가정 조리기기 공진용 등으로 용도가 확대되고 있습니다.

하기 그림은 IGBT의 응용 분야입니다.

< IGBT의 응용 분야 >