小型化轻量化等要求的提高而急速地发展起来。

但是，电力变换器方面的需求，并没有通过双极型功率晶体管模块和功率得到完全的满足。

双极型功率晶体管模块虽然可以得到高耐压大容量的元件，但是却有交换速度不够快的缺陷。

而功率虽然交换速度足够快了，但是存在着不能得到高耐压大容量元件等的缺陷。

登录名称，绝缘栅双极晶体管正是作为顺应这种要求而开发的，它作为种既有功率的高速交换功能又有双极型晶体管的高电压大电流处理能力的新型元件，今后将有更大的发展潜力。

的构造和功率的对比如图所示。

是通过在功率的漏极上追加层构成的，从而具有以下种种特征。

的理想等效电路，正如图所示，是对双极型晶体管和功率进行达林顿连接后形成的单片型晶体管。

因此，在门极发射极之间外加正电压使功率导通时，晶体管的基极集电极间就连接上了低电阻，从而使晶体管处于导通状态。

此后，使门极发射极之间的电压为时，首先功率处于断路状态，晶体管的基极电流被切断，从而处于断路状态。

如上所述，和功率样，通过电压信号可以控制开通和关断动作。

和功率同样，虽然在门极上外加正电压即可导通，但是由于通过在漏极上追加层，在导通状态下从层向基极注入空穴，从而引发传导性能的转变，因此它与功率相比，可以得到极低的通态电阻。

下面对通过可以得到低通态电压的原理进行简单说明。

众所周知，功率是通过在门极上外加正电压，使基极层形成沟道，从而进入导通状态的。

此时，由于发射极源极层和基极层以沟道为媒介而导通，的漏极源极之间形成了单的半导体如图中的型。

它的电特性也就成了单纯的电阻。

该电阻越低，通态电压也就变得越低。

但是，在进行耐高压化的同时，基极层需要加厚，基极层的作用是在阻断状态下，维持漏极源极之间所外加的电压。

因此，需要维持的电压越高，该层就越厚。

元件的耐压性能越高，漏极源极之间的电阻也就增加。

正因为如此，高耐压的功率的通态电阻变大，无法使大量的电流顺利通过，因此实现大容量化非常困难。

针对这点，中由于追加了层，所以从漏极方面来看，它与基极层之间构成了二极管。

因为这个二极管的作用，基极得到电导率化。

并且，进步开发对厚薄度要求更高的系列技术，目前正在进行系列第五代的产品化。

此外，在系第五代系列中，为了进行更优于系列的性能改善，已经在将构造改为构造。

所谓构造，即不运用生命期控制技术，在遵循载流子的低注入高输送效率的基本设计理念的同时，在晶片上设置用以维持电压的缓冲层，从而实现比构造更薄的构造。

通过这种改变，系系列实现了优于系列的低通态电压特性，并且完成了它的产品化。

另外，此项技术还运用在系的高耐压系列中，目前也正在着手产品化。

另外，富士电机电子设备技术也同时在进行着的特性改善所不可缺的表面构造的细微化是由多个板块形成的，通过细微化处理，板块数量越多越能实现低通态电压。

到第四代产品为止直是运用平面型构造平面型制作的构造来推进细微化，从而进行特性改善的。

但是，从第五代产品系列开始，通过开发和运用在表面开槽并构成的沟槽技术，打破了细微化的技术屏障，实现了前所未有的特性改善。

在的产品化中最大的课题是，在有过电流流过时，通过控制门极来阻断过电流进行保护，从而使在不破坏元件的情况下安全地实施变得可能。

的实际等效电路图如图所示。

这与图的理想等效电路图不同，是由可控硅和功率构成的。

图中，旦可控硅触发，由于可控硅不会由于门极的阻断信号等而进行自动消弧，因此不可能关断，导致因过电流而破坏元件这被称为电性栓锁现象。

中，为了防止这种电性栓锁现象，充分运用了以下的技术。

采用难以产生电性栓锁现象的构造降低图中基极发射极间的电阻。

通过优化缓冲层的厚度和不纯物浓度来控制晶体管的。

通过导入降低寿命的因素来控制晶体管的。

通过以上的技术，在能够维持充分保护过电流短路的最大耐受量的基础上，实现了高速交换高耐压大容量化，同时得到了产品化。

调制，从而使通态电阻减小到几乎可以忽略的值。

因此，与相比，能更容易地实现大容量化。

正如图所表示的理想的等效电路那样，是双极型晶体管和功率进行达林顿连接后形成的单片级联型晶体管。

此外，与双极型晶体管的芯片和功率的芯片共同组合成的混合级联型晶体管的区别就在于功率部的通态电阻。

在中功率内部的通态电阻变得其微小，再考虑到芯片间需要布线这点，比混合级联型晶体管优越。

富士电机电子设备技术的技术从年开始产品化，至今直在市场上供应。

图中表现了从第代到第五代产品的开发过程以及运用技术。

第代至第三代的中运用了外延片，通过优化生命期控制和的细微化技术，进行了特性的改善。

然后，第四代和第五代产品通过从外延片过渡为晶片，实现了大幅度的特性改善。

就此，的设计方针与从前相比，发生了很大的转变。

首先，运用外延片的第三第四代的型为止的系列产品，被称为击穿型的基本设计思想如下所述。

在导通时为了实现低通态电压化，从集电极侧注入大量的载流子，使内部充满高浓度的载流子，再加上为维持高电压而专门设置的缓冲层，形成很薄的层，从而实现低通态电压。

为了实现快速交换，也同时采用以内充满的载流子快速消失为目的的生命期控制技术通过这些也能实现低交换损耗。

但是，旦运用了生命期控制技术，即使处于通常的导通状态，由于该技术所产生的效果载流子的输送效率下降，出现了通态电压增加的问题，而通过载流子的更进步高注入化可以解决这个问题。

总之，使用外延片技术的的基本设计理念可以用高注入低输送效率简单扼要地概括出来。

相对而言，使用晶片的第四代以后的系列采用了抑制来自集电极侧载流子的注入，并通过降低注入效率来提高输送效率的逆向基本设计。

在前面所述的使用外延片的的设计理念高注入低输送效率中，通过对生命期的控制，强制性地对好不容易注入的载流子进行抑制，这不仅使特性的改善受到了限制，而且通过对生命期的控制使通态电压特性的标准离差增大等问题，对于近年来要求日益提高的并列使用所需的大容量化等方面非常不利。

为了攻破此难题而开发的技术就是运用晶片的新从第四代使用从第五代使用。

该不采用生命期控制，其基本的设计思想是通过对集电极层的不纯物质浓度进行控制，从而抑制载流子的注入效率。

然而，要实现优于采用外延片的的特性，对于的耐高压系列也要求能够实现百数十的超薄型产品使用了晶片的和中层的厚度芯片晶片的厚度，该厚度越薄越能产生低通态电压。

总之，将运用晶片的开发称为对芯片厚度的挑战点也不过分。

富士电机电子设备技术解决了这些课题，从第四代的系开始，实现了运用晶片构造的系列的产，，