绝缘栅双极晶体管（IGBT）诞生于1980年前后，其发明要远远晚于BJT三极管与MOSFET。如此一来，这一新生器件自然也是结合了“前辈”们的优点。从等效电路图上来看，IGBT本质上是一个MOSFET加一个BJT复合而成，并且也具备MOSFET的高输入阻抗和BJT的低导通压降两大特点。
IGBT也具有栅极（G）、源极（C）和发射极（E）的三端结构。按照晶体管P沟道与N沟道的划分，IGBT也具有两种形态。但出于性能差异，N沟道的实际应用要远大于P沟道。
N沟道IGBT的导通电阻通常低于P沟道IGBT，这意味着在相同的电流和电压条件下，N沟道IGBT能够更有效地降低功率损耗，提高能源利用效率。除此以外，N沟道IGBT的开关速度相对较快，能够更好地满足高速开关应用的需求。
上图电路符号所标示的也是N沟道IGBT。而带阻尼二极管IGBT相比基础型器件，在内部额外加入了一个或多个阻尼二极管（通常是快速恢复二极管或肖特基二极管），以优化电路中的电压和电流波形，减少开关过程中的电压尖峰和电流冲击。对于需要高频开关、大功率输出还要确保波形质量良好的应用，带阻尼二极管的IGBT能够起到更好的作用。
与MOSFET等器件的对比
IGBT是结合了MOSFET和BJT优点的器件，那么在实际应用中，是否能够完全替代掉前两者，特别是MOSFET呢？答案并非肯定。BJT现如今只用在一些极度成本敏感的应用中，而MOSFET凭借其自身特点，仍属于主流应用范畴。
从实际结构上看，IGBT是一个四层半导体器件，体现为P型-N型-P型-N型的复杂层次，这使得IGBT能够承受更高的电压和电流，能够用于MOSFET所不适应的高压、大电流驱动场合，例如新能源车、电力设施等。而MOSFET结构更简单，且以小电压就能驱动，能够达到更快的开关频率，适用于电机驱动、LED照明等场合，在电路设计较为简单的前提下，实现更复杂的控制功能。
IGBT与MOSFET等功率器件的不同适用范围 来源：罗姆ROHM
从如上对比图来看，IGBT与MOSFET的应用范围已经标识得很清楚。至于需要兼具高压与高频的应用场合，就需要用到SiC与GaN器件来满足需求。
封装形式：单管与模组
与其他各种半导体一样，IGBT的制造也是分成晶圆、蚀刻、切割成单片和封装等步骤。但IGBT封装有所不同，不仅有单管形式的封装，也有将多个单管集成在一起的模块封装。
单管与模块封装IGBT示意 来源：互联网
单管封装主要由一个IGBT晶体管、一个恢复二极管和一个可选的温度传感器组成，常见类型有TO247、TO3P等。单管封装尺寸较小，电流能力通常在100A以下，只适用于低压、小功率的电力控制应用，如家电、小型电机控制等。
模块封装远比单管封装复杂，是将多个IGBT晶体管集成封装在一起，形成功率更大、散热能力更强的模块，常见的有2in1、4in1、6in1等形式。除了IGBT晶体管本身外，模块内还封装有反向恢复二极管、温度传感器、漏电感、滤波电容器、放大器、控制电路等复杂结构。封装的整体结构分为芯片、芯片焊料层、上铜层、陶瓷层、下铜层、基底焊料层、基板等组成，以实现高效的电气连接并确保散热。模块封装IGBT用于新能源车、高铁、光伏等大功率领域，以及工业控制、轨道交通等稳定性需求较高的领域。
从模块封装看失效类型
模块封装IGBT的失效情况，分为芯片和封装两个层面。芯片级失效有辐射损伤、电子迁移、电过应力、静电放电（ESD）等类型，这些失效类型与IGBT自身处于不良的工作状态直接相关。除此以外，模组结构所导致的失效，也要加以重视。
IGBT模组结构示意 来源：互联网
封装级失效主要分为焊料层失效与键合线失效两种，焊料层失效的表现是焊料层出现裂纹、空洞或分层，这类失效主要是由于IGBT模组工作时产生的热量不断积累产生热应力，导致焊料层经历温度循环。键合层失效的表现是键合线断裂、剥离或与芯片间的连接失效，是由于键合线与模块芯片的热膨胀系数不同，在温度变换的热应力之下，键合线会发生剥离或断裂，此外长时间的高电流通过也会加剧键合线的老化和失效。
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