2O世纪8O年代初发展起来的新型复合器件——IGBT(绝缘栅双极晶体管Insulated Gate BipolarTransistor)是一种新型的电力半导体器件。作为一种电压控制型功率器件，IGBT所需驱动功率小，控制电路简单，通态压降低，且具有较大的安全工作区和短路承受能力。
1 IGBT及其功率模块
    IGBT采用沟槽结构，以减小通态压降，改善其频率特性，并采用NPT(Non Punch Through)技术实现IGBT的大功率化。IGBT只比MOSFET多一个P导通区，控制极的结构与MOSFET相同，是绝缘栅结构，也称栅极(G)。　　其主体部分与GTR相同，也有集电极(C)和发射极(E)。图1所示为n沟道增强型垂直式IGBT的结构和功能，具有非穿通式NPT结构，栅极为平面式。目前，除了图1所示的非穿通式结构外，穿通式PT(PunchThrough)结构的IGBT也得到了应用，zui初的IGBT就是基于后者形成的。
1.2 IGBT的特点
    IGBT兼具了大功率晶体管GTR和MOSFET的优点，既具有MOSFET 的高速、高输入阻抗、易驱动的长处，又兼有GTR 的通态压降低、耐压高、可承受大电流的优点。在大功率电力电子器件的应用中，IG—BT已逐步取代GTO和MOSFET成为主流器件。IGBT的技术特点是开关速度比GTO要高出10倍;模块结构便于组装，简化了装置结构;开关转换均匀，提高了其稳定性和可靠性;并联简单，便于标定变流器功率等级;作为电压驱动型器件，只需简单的控制电路来实现良好的保护功能。目前，由IGBT基本组合单元与驱动、保护及报警电路共同构成的智能功率模块(IPM)已成为IGBT智能化的发展方向。
2.IGBT的应用  
    在轨道车辆中，广泛采用了IGBT模块来构成牵引变流器以及辅助电源系统的恒压恒频(CVCF)逆变器。IGBT模块的电压等级范围为1200V～6500V。
2.1 IGBT在国外列车供电系统中的应用与发展
    zui初，德国将300A/1200VIGBT构成几百千伏安的逆变器，取代了工业通用变频器中的双极型晶体管，用于网压为750V的有轨电车上。之后不久，德国和日本又将400A/1200VIGBT构成的三点式逆变器(原理如图2所示)用于750V和1500V电网。在中期阶段，针对牵引需要开发了适用于750V电网的1.7kVIGBT和用于1500V电网的3.3kVIG—BT模块，也称其为高压IGBT，这简化了牵引逆变器主电路的结构，仍可采用二点式逆变器。在近期交流网压下，机车上的中间电路电压取2.6kV～2.8kV，可采用阻断电压等级为4.5kV的IGBT构成二点式逆变器(原理如图3所示)，以提高机车运行的可靠性。国外生产的地铁或轻轨车辆辅助系统几乎都采用IGBT器件，并且方案多样。
2.2 IGBT在动车组中的应用
    日本用于700系电动车组的三点式主变流器，采用大功率平板型IGBT(2500V/1800A)，整流器和逆变器的每个桥臂可用1个IGBT元件，从而使IGBT组件在得到简化的同时，功率单元总体结构也变得紧凑。于2004年投入运营的800系，采用电压和电流波形无畸变的三点式调制控制方式，整流和逆变器均使用IGBT高速开关元件。
　　我国引进法国Alstom公司的200km/h动车组中，用IGBT构成二点式逆变器。主变流器的开关元件使用了目前耐压高达6500V/600A的IGBT器件。辅助变流器采用开关频率为1950Hz的PWM技术，由3台双IGBT和相关反并联二极管组成，每台双IGBT组成三相中的一支。