IGBTの動作原理を教えてください。

IGBTの等価回路を下図に示します。ゲート (G)－エミッター (E) 間およびコレクター (C)－エミッター間 (E) が共に正バイアス状態では、Nch MOSFETが導通しそのドレイン電流が流れます。この電流は同時にQ_PNPのベース電流となり、IGBTはオン状態になります。このQ_PNPは電流増幅率αが非常に小さく、エミッター電流I_E(pnp)は大多数がベース電流I_B(pnp)となりますが、一部はコレクター電流I_C(pnp)として流れます。このI_C(pnp)は、Q_NPNのベース・エミッター間に挿入されたR_BEによりバイパスされ、Q_NPNは動作しないように設計されています。

したがいまして、IGBTのコレクター電流の大多数は、Q_PNPのエミッターベースを経由し、Nch MOSのドレイン電流として流れることになります。この時、Nch MOSの高抵抗層であるドリフト層にQ_PNPのエミッターからホールが注入され、抵抗値R_d(MOS)が大きく減少し、導通時のオン抵抗値が小さくなります。 (伝導度変調)

ゲート (G) の信号をオフにすると、Nch MOSがオフ状態に移行し、IGBTとしてもオフ状態となります。