我们来了解一下晶体管的基本工作原理。晶体管是一种能够放大电流和控制电流流动的半导体器件。它由三个不同掺杂的半导体层构成，分别是发射区、基区和集电区。晶体管的工作是基于PN结的导电性能来实现的。当在发射区施加一个正电压，导致PN结正偏，从而允许电流流动。通过在基区施加一个小电流信号，可以控制电流在集电区的流动。

传统的双极型晶体管在高功率应用中存在一些缺点。它们的开关速度较慢，导致能量损耗较大。它们只能承受较低的电压。为了克服这些问题，IGBT应运而生。

IGBT通过在发射区和基区之间添加栅极绝缘层，形成了一个可控的MOSFET结构。这个结构可以实现高速开关和低功耗操作。IGBT的栅极电压可以控制电流的流动，而且它能够承受较高的电压。这使得IGBT成为许多高功率电子应用中的理想选择，如电力变换装置、电机驱动器和电力传输系统等。

IGBT的工作原理可以分为四个步骤。当栅极施加正电压时，栅极与基区之间形成了一个正偏的PN结，从而允许电流流动。第二步，当发射区的电流增加时，它会引起基区电流的增加。第三步，基区的电流增加将导致集电区的电流增加。当栅极的电压降低或消失时，PN结变为反向偏置，电流将停止流动。

IGBT是一种功能强大的功率半导体器件，它结合了双极型晶体管和场效应晶体管的特点，具备高电压、高电流和高开关速度的能力。它在电力电子领域中扮演着重要的角色，为我们的生活提供了便利和高效能。