Abstract
摘要 絕緣閘雙極性電晶體(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)是目前工業界經常使用到的功率電晶體，其結合了金氧半電晶體的絕緣閘結構及雙極性電晶體的導通特性。因此具有易於驅動及高輸出阻抗的雙重優點，極適合電力電子上的應用。然而，基於雙極性電晶體的操作原理，其關閉時必須有一段時間供其內多餘的少數載子(excess minority carriers)以再結合(recombination)的方式衰減掉，因此限制了其開關速度；此外，其結構中寄生了PNPN四層的閘流體(thyristor)結構，在電流過大或元件動態切換(dynamic switching)時，有可能被觸發導通，造成閘極失控、電流突增的情形出現，就是所謂的閂鎖現象(latchup)。在應用上這種情形必須加以避免，否則不僅元件本身會被燒毀，線路上的其他設備也可能遭到嚴重破壞。在本文中將討論的，即是利用驅動電路的改善，來縮短絕緣閘雙極性電晶體的關閉時間，以提高其工作效率，且在驅動電路上附加保護電路，以防止過大電流出現在系統中。最後將驅動電路積體化，提高其應用範圍。 在此論文的第二章中將對絕緣閘雙極性電晶體的演進及相關研究論文作一回顧，並介紹其基本結構及操作原理。第三章中將針對驅動電路，保護電路及側向式絕緣閘雙極性電晶體做深入的實驗以及設計。採用側向式絕緣閘雙極性電晶體的理由將在此章中詳細敘述。第四章乃針對第三章所得結果做總結及討論。