ในระดับที่ง่ายที่สุดทรานซิสเตอร์เกตไบโพลาร์หุ้มฉนวน (IGBT) เป็นสวิตช์ที่ใช้ในการอนุญาตการไหลของพลังงานเมื่อเปิดและหยุดการไหลของพลังงานเมื่อปิด IGBT เป็นอุปกรณ์โซลิดสเตตซึ่งหมายความว่าไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว แทนที่จะเปิดและปิดการเชื่อมต่อทางกายภาพมันดำเนินการโดยใช้แรงดันไฟฟ้ากับส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ที่เรียกว่าฐานซึ่งเปลี่ยนคุณสมบัติของมันเพื่อสร้างหรือปิดกั้นเส้นทางไฟฟ้า
ข้อได้เปรียบที่ชัดเจนที่สุดสำหรับเทคโนโลยีนี้คือไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวให้สึกหรอ เทคโนโลยีโซลิดสเตทนั้นไม่สมบูรณ์แบบ ยังคงมีปัญหาเกี่ยวกับความต้านทานไฟฟ้าความต้องการพลังงานและแม้กระทั่งเวลาที่จำเป็นสำหรับสวิตช์ในการทำงาน
ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์เกทหุ้มฉนวนเป็นชนิดของทรานซิสเตอร์ที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นเพื่อลดข้อเสียบางส่วนของทรานซิสเตอร์โซลิดสเตตแบบดั้งเดิม มันมีความต้านทานต่ำและความเร็วที่รวดเร็วเมื่อเปิดสวิตช์ที่พบในทรานซิสเตอร์แบบฟลูออไรด์เมทัลโลหะ - ออกไซด์ - เซมิคอนดักเตอร์ (MOSFET) แม้ว่ามันจะช้ากว่าเล็กน้อยในการปิด นอกจากนี้ยังไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายแรงดันคงที่เช่นเดียวกับทรานซิสเตอร์ประเภทอื่น
เมื่อเปิด IGBT แรงดันไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้กับเกท รูปแบบนี้เป็นช่องทางสำหรับกระแสไฟฟ้า กระแสฐานนั้นจะถูกส่งและไหลผ่านช่องทาง นี่คือหลักเหมือนกับการทำงานของ MOSFET ข้อยกเว้นสำหรับเรื่องนี้คือการสร้างทรานซิสเตอร์สองขั้วของเกทหุ้มฉนวนมีผลต่อวิธีการปิดวงจร
ทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์เกทหุ้มฉนวนมีวัสดุพื้นผิวหรือวัสดุฐานที่แตกต่างจาก MOSFET วัสดุพิมพ์ให้เส้นทางไปสู่กราวด์ไฟฟ้า MOSFET มีสารตั้งต้น N + ในขณะที่สารตั้งต้นของ IGBT คือ P + ที่มีบัฟเฟอร์ N + อยู่ด้านบน
การออกแบบนี้มีผลต่อวิธีการปิดสวิตช์ใน IGBT โดยอนุญาตให้เกิดขึ้นในสองขั้นตอน ครั้งแรกที่กระแสลดลงอย่างรวดเร็ว ประการที่สองมีผลกระทบที่เรียกว่าการรวมตัวกันอีกครั้งเกิดขึ้นในระหว่างที่บัฟเฟอร์ N + ที่ด้านบนของวัสดุพิมพ์จะช่วยลดค่าไฟฟ้าที่เก็บไว้ เมื่อสวิตช์ปิดเกิดขึ้นในสองขั้นตอนจะใช้เวลานานกว่า MOSFET เล็กน้อย
คุณสมบัติของพวกมันทำให้ IGBT ถูกผลิตให้มีขนาดเล็กกว่า MOSFET ทั่วไป ทรานซิสเตอร์สองขั้วมาตรฐานต้องการพื้นที่ผิวเซมิคอนดักเตอร์มากกว่า IGBT เล็กน้อย MOSFET ต้องการมากกว่าสองเท่า สิ่งนี้จะช่วยลดต้นทุนในการผลิต IGBT อย่างมีนัยสำคัญและช่วยให้สามารถรวมเข้ากับชิปตัวเดียวได้มากขึ้น ความต้องการพลังงานสำหรับการใช้งานทรานซิสเตอร์ไบโพลาร์เกทหุ้มฉนวนนั้นต่ำกว่าการใช้งานอื่น ๆ
