IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）是絕緣柵雙極型晶體管的簡稱，可看做前級MOSFET和后級大功率三極管（GTR）的組合，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的可通過大電流的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低，在工控行業的變頻器、伺服驅動器、大功率電源、逆變器等設備中已經廣泛應用。如圖1.41所示。

圖1.41　IGBT

根據應用需要，IGBT可以是單個，也可以多個做成一體。常見的是兩個做成一體或6個做成一體，這便于組成直流電機或三相電機的驅動電路。

如圖1.42所示，是一個典型的IGBT模塊的內部電路，此模塊包括了6個三相橋式整流二極管，上橋臂三個IGBT驅動管，下橋臂三個IGBT驅動管，每個IGBT的C、E極都并聯了一個續流二極管，給制動減速時電機線圈產生的高壓提供回饋通路。模塊還內置一個制動IGBT，用于迅速泄放能量；內置一個熱敏電阻，監測模塊內部溫度。

圖1.42　典型的IGBT模塊內部電路

IGBT的測量按照MOSFET的測量方法即可。對IGBT模塊的測量，對內部元件可單個單個測量，每個都測試通過即可。IGBT的耐壓測試可使用晶體管測試儀。

IPM（Intelligent Power Module），即智能功率模塊，內部不僅包含了電子開關和功率驅動部分電路，還集成了欠壓、過流、過熱等保護電路。

圖1.43是IPM模塊PM30RSF060的內部結構圖，從圖中可以看出，在IPM的每一個IGBT管子（包括制動的IGBT）的前級都設有驅動及保護電路，每一組電路的接入引腳包括電源引腳、信號輸入引腳和報警輸出引腳，每當模塊有欠壓、過流、過熱情形發生，異常報警信號F _o 便有效輸出，這個信號可以用來關斷驅動信號的輸入，從而起到保護作用。

圖1.43　IPM智能模塊PM30RSF060的內部結構圖

IPM與以往IGBT模塊及驅動電路的組件相比具有如下特點：

①內含驅動電路。設定了最佳的IGBT驅動條件，驅動電路與IGBT間的距離很短，輸出阻抗很低，因此，不需要加反向偏壓。所需電源為下橋臂1組，上橋臂3組，共4組。

②內含過電流保護（OC）、短路保護（SC）。由于是通過檢測各IGBT集電極電流實現保護的，故不管哪個IGBT發生異常，都能保護，特別是下橋臂短路和對地短路的保護。

③內含驅動電源欠電壓保護（UV）。每個驅動電路都具有UV保護功能。當驅動電源電壓小于規定值時，產生欠電壓保護。

④內含過熱保護（OH）。OH是防止IGBT、FRD（快恢復二極管）過熱的保護功能。IPM內部的絕緣基板上沒有溫度檢測元件檢測絕緣基板溫度 T _coh （IGBT、FRD芯片異常發熱后的保護動作時間比較慢）。R-IPM進一步在各IGBT芯片內設有溫度檢測元件，對于芯片的異常發熱能高速實現OH保護。

⑤內含報警輸出（Fo）。Fo是向外部輸出故障報警的一種功能，當OH及下橋臂OC、Tjoh、UV保護動作時，通過向控制IPM的微機輸出異常信號，能即時停止系統。

⑥內含制動電路。和逆變橋一樣，內含IGBT、FRD、驅動電路、保護電路，加上電能釋放電阻可構成制動電路。

IPM智能模塊內部元件牽連較多，除非明顯的IGBT短路損壞，不太容易判斷好壞。如果不上機測試，模擬測試要用到多組電壓，要連線很多引腳，比較麻煩。實際測試時可以用工頻變壓、濾波、穩壓做一個多路獨立的電源及信號輸入系統，來整體測試IPM功能。