IGBT（绝缘栅双极性晶体管）已经广泛应用于各种高功率电子设备中。为了深入了解这种关键器件，我们先来探讨其一的基本特性——静态特性。
1. 静态特性
1.1通态特性
IGBT的通态特性是指其在导通状态下的电性能。当IGBT的Gate极施加一定正压时，P-base区的少数载流子——电子，在Gate极氧化层下大量积聚，形成感生沟道，在N+区和N-drift间形成一个桥梁，完成两个N掺杂区的互联，IGBT的正面MOS结构导通；感生沟道产生后，给Collector-Emitter一个正向偏置，IGBT的纵向diode结构导通，至此整个IGBT器件导通。下图分别为平面栅型IGBT和沟槽型IGBT的沟道形成和导通电流流向示意图。
所以，IGBT在导通状态下可采用 pin 二极管和 MOSFET 串联等效模型来描述。
一般来讲，由于IGBT 在导通期间N-drift区会发生电导调制效应，故其N-drift区掺杂浓度比功率 MOSFET 要低得多，然而N-drift区的低掺杂也会导致在JEFT区产生一个高的压降。为了获得较低的饱和电压，提高 JEFT 区的掺杂浓度是一个有效的手段。因此，在实际器件设计中，为了获得低的饱和电压和最高的开关频率，优化JFET 区就显得十分重要了。
1.2 阻断特性
IGBT的阻断特性是指其在非导通状态下的电性能。当IGBT的控制极正向施加一定电压时，其工作于截止状态，不导通电流。在阻断状态下，IGBT可以承受相当高的反向电压，以及较低的反向漏电流。
1.2.1正向阻断
如下图所示，IGBT 工作在正向阻断模式下时，Collector上加正压，J1结正偏，J2结反偏，器件的阻断电压由反偏结J2来承担，因此 IGBT 具有正向阻断能力。但必须保证Gate-Emitter短路，以防止形成导电沟道。
当正向电压较小时，NPT-IGBT的耗尽层的扩展宽度远小于其N-drift的厚度，随着外加正向电压的逐渐增大，耗尽层的不断扩展，只有当峰值电场强度等于雪崩击穿的临界电场强度时，IGBT 才会发生雪崩击穿，此时 IGBT的正向阻断能力由雪崩击穿特性来决定。
1.2.2 反向阻断
IGBT 工作在反向阻断模式下时，Collector上加负压，J1结反偏，J2结正偏，器件的阻断电压由反偏结J1来承担，其反向阻断电压主要由 J1结两侧的掺杂浓度和厚度决定。
对于NPT-IGBT 而言，外加反向偏置电压，J1结反偏，N-drifth耗尽区扩展，J1结处峰值电场最高。但是由于现在的IGBT芯片背面一般都很薄，所以器件的反向耐压通常很小。
IGBT的静态特性对于电力电子应用至关重要。通过深入了解和优化IGBT的静态特性，我们可以提高开关效率、降低功耗，并确保系统的可靠性和稳定性。通过持续的研究和创新，我们可以进一步提升IGBT的静态特性，开发出更高性能、更高效率的IGBT产品，推动电力电子技术的发展和应用。
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