Power electronics digital notes b. Tech III year

Figure: 1. 40. Cross -sectional structural diagram of IGBT 
There is a p+ substrate which is not present in the MOSFET and responsible for the minority carrier 
injection into the n-region. Gain of NPN terminal is reduced due to wide epitaxial base and n+ buffer 
layer. 
There are two structures of IGBTs based on doping of buffer layer: 

---

45 | 
P a g e
a) Punch-through IGBT: Heavily doped n buffer layer 
➔
less switching time 
b) Non-Punch-through IGBT: Lightly doped n buffer layer 
➔
greater carrier lifetime 
➔
increased 
conductivity of drift region 
➔
reduced on-state voltage drop 
(Note: 
➔
 means implies)
Figure: 1. 41. Equivalent diagram of IGBT 
Figure: 1. 42. Simplified Equivalent diagram of IGBT 

---

46 | 
P a g e
Figure: 43. Equivalent diagram of IGBT 
Based on this circuit diagram given in Fig. 43, forward characteristics and transfer characteristics are 
obtained which are given in Fig. 44 and Fig. 45. Its switching characteristic is also shown in Fig. 45. 
Figure: 1. 44. Forward characteristics of IGBT 

---

47 | 
P a g e
Figure: 1.45. Transfer characteristics of IGBT 
Figure: 1. 46. Dynamic characteristics of IGBT 
(Note: T
dn
 : delay time ; T
r
: rise time ; T
df 
: delay time ; T
f1
: initial fall time ; T
f2
: final fall time)

---

48 | 
P a g e