IGBT

일반적으로 쓰이는 n-channel MOSFET에 P형 주입층이 더해져 캐리어를 형성하도록 해서 만드는데, 실제 제조 과정은 복잡하다.

일반적인 실리콘 계열 MOSFET / BJT와 달리 IGBT는 고전압 스위칭이 가능하며, 드레인/소스 부분은 일반적인 트랜지스터 형식으로 되어 있어 FET와 달리 PTC 특성을 가지므로 병렬 운전에 유리하다. 또한, 게이트가 "일단" 절연되어 있기 때문에 회로 상 분리에도 유리하다. 덕분에 초대형 모듈 제품군이 상당히 많으며, 개별 모듈 하나가 kV 단위의 내전압에 500A 이상의 드레인 전류를 소화할 수 있다. 실제로 등가회로로 나타낼때는 MOSFET과 BJT의 결합모델로 설명한다.

다만, IGBT가 불리한 부분도 있는데, 일단 P형 주입층 덕분에 캐리어가 많이 들어가게 되고, 절연된 게이트는 충전용량을 가지기 때문에 턴-온 시간은 몰라도 턴-오프 시키는 데 일반적인 스위칭 기법(즉, 게이트 전압이 0에서 문턱 전압(Threshold)을 왔다갔다 하는)으로는 kHz 이상의 속도를 내기 힘들다. 그래서 전용 드라이버 IC도 있으며, IGBT의 구동단은 트랜스를 이용해 절연할 뿐만 아니라, 구동 전압 역시 게이트 전압이 -15~+15V로 움직여야 해서 복잡하다.

정말 거대하고 거대한 대형 전동기를 구동해야 하면서도 크기는 작아야 하고 무게도 경량화 되어야 하며 구동 회로와 절연이 요구되는 등의 분야에 적용되기 시작했으며, 값이 많이 싸진 2012년에는 용접기나 가정용 대전력 제품군에 쓰이고 있다.

실질적으로 저압이면 몰라도 가정용 220V 1상의 전원을 바로 받아 310V로 변환한 뒤 이 전압으로 기타 여러가지를 하는 제품들은 거의 다 IGBT가 들어간다 생각하면 편하다. FET는 고전압일수록 드레인-소스 Rds(on) 이 증가하여 약간만 전류가 높아져도 손실이 40~50W를 넘어서나 IGBT는 저압이든 고압이든 항상 일정한 컬렉터-소스 전압강하를 가지고 있어 대전류일 경우 에너지 효율이 FET에 비해 상대적으로 좋다.[1] 덤으로 IGBT의 고압 내구성이 상당히 보장되어 있다. 특히, 세탁기나 에어컨의 압축기 기타 여러 가지 고전압 BLDC 전동기가 들어가는 게 요즘 가정용 어플리케이션의 대세이다. 저소음, 저진동 및 속도 조절에 있어 편의성이 높기 때문인데, 이로 인해 고전압 BLDC 전동기가 참 많아진 가정용 어플리케이션에는 이를 잘 만족 시키기 위해 다 IGBT 가 들어가게 되었다. (하지만 저전류 어플리케이션에선 역으로 FET 의 효율이 상대적으로 높아져서 FET를 선택하는 곳이 아직 있다.)[2]

최근의 IGBT는 발전한 MOSFET의 특성에 상당수 추격 당하다 보니 조금 다른 방향으로 발전하고 있다.

오디오용 앰프에도 IGBT의 사용이 가능하며, 일부 SR용 파워앰프에 도입되었다.

2018년 1분기 (FY17 4/4분기) 기점으로 마이크로랩 사의 GT109X 시리즈 오디오용 N-channel IGBT 와 P-channel IGBT 가 많이 보급되고 있다. 병렬 구동에 매우 유리하며, 게이트를 가진 IGBT답게 높은 선형성을 자랑한다. 한국에서 20만 원대 근처 가는 액티브 스피커 또는 10만 원대 부근의 본격 오디오용 Class-AB 앰프에 많이 들어간다. 구동 방식은 양전원 P-P, 간혹 H-Bridge도 있다.

전 세계에서 2000년대 이후 전기를 동력으로 하는 거의 모든 철도차량이 이걸 사용한 인버터로 모터를 돌려서 굴러다닌다.

한국 최초로 적용된 차량은 인천교통공사 1000호대 전동차 중 1차 도입분(1998~1999)이다.

이 외에 2000년대 들어 개통한 거의 모든 노선에서 IGBT를 채용한 전동차가 절찬리에 운행 중에 있으며, 2000년대 전에 개통한 노선에서 운행 중이던 GTO 채용 차량 중에도 IGBT 방식으로 교체한 차량들이 있다. 물론 대부분은 코레일과 서울교통공사의 초창기 VVVF 차량들.