絶縁ゲートバイポーラトランジスタ
1980年代から製造されているものである。オフ時に空乏層がコレクタ側に接触しているものであり、エピタキシャルウェハーを使用しコレクタ側からキャリアを高濃度注入しライフタイムコントロールを行う設計となっている。
特徴として、次の点が挙げられる。
エピタキシャルウエハーを使用するためコストが高い。
ライフタイムコントロールのため、高温でスイッチング損失が増加する。
高温でオン電圧が低下(電気抵抗が低下)し、並列使用時に特定の素子に電流が集中し破損の原因となることもある。
最近では、ウエハー厚を薄くしコレクタ側の注入を抑えることにより、上記の欠点を克服したものが開発されている。
電圧制御型のMOS-FET (Metal Oxide Semiconductor - Field Effect Transister) の欠点である高耐圧に伴って高くなるオン抵抗による発熱と、バイポーラトランジスタ (Bipolar Junction Transistor, BJT) の低いスイッチング速度という欠点をそれぞれ補うように、入力段にMOS-FETを、出力段にバイポーラトランジスタを1つの半導体素子上に構成したものである。ゲート・エミッタ間の電圧で駆動され、入力信号によってオン・オフができる自己消弧形であるので、大電力の高速スイッチングが可能な半導体素子である。
通常3相インバータを構成する場合、ゲート信号(トランジスタの場合はベース信号)用の独立した電源が4組必要だが、小容量IGBT/MOS-FETではゲート電流が非常に小さい事からコンデンサに充電した電荷で駆動できる(ブートストラップ回路)。但しコンデンサが不良になるとゲート信号が出力できなくなる欠点があるため、以下に示すIPM駆動の小型インバータで採用されている程度である。