På sin enklaste nivå är en bipolär transistor med isolerad grind (IGBT) en omkopplare som används för att tillåta strömflöde in när den är på och för att stoppa strömflödet när den är avstängd. En IGBT är en solid state-enhet, vilket innebär att den inte har några rörliga delar. Istället för att öppna och stänga en fysisk anslutning, drivs den genom att lägga spänning på en halvledarkomponent, kallad basen, som ändrar dess egenskaper för att skapa eller blockera en elektrisk väg.
Den mest uppenbara fördelen med denna teknik är att det inte finns några rörliga delar att slita ut. Fast-state-teknik är dock inte perfekt. Det finns fortfarande problem med elektriskt motstånd, strömkrav och till och med tiden som krävs för att omkopplaren ska fungera.
En bipolär transistor med isolerad grind är en förbättrad typ av transistor konstruerad för att minimera några av nackdelarna med en konventionell halvledartransistor. Den erbjuder det låga motståndet och snabba hastigheten vid påslagning som finns i en kraftmetall-oxid-halvledarfälteffekttransistor (MOSFET), även om den är något långsammare att stänga av. Det kräver inte heller en konstant spänningskälla som andra typer av transistorer gör.
När en IGBT slås på läggs spänning på grinden. Detta bildar kanalen för den elektriska strömmen. Basströmmen tillförs sedan och flyter genom kanalen. Detta är i huvudsak identiskt med hur en MOSFET fungerar. Undantaget från detta är att konstruktionen av den isolerade gate bipolära transistorn påverkar hur kretsen stängs av.
En bipolär transistor med isolerad grind har ett annat substrat, eller basmaterial, än en MOSFET. Substratet tillhandahåller vägen till elektrisk jord. En MOSFET har ett N+-substrat, medan en IGBT:s substrat är P+ med en N+-buffert ovanpå.
Denna design påverkar hur omkopplaren stängs av i en IGBT, genom att tillåta den att ske i två steg. För det första sjunker strömmen mycket snabbt. För det andra uppstår en effekt som kallas rekombination, under vilken N+-bufferten ovanpå substratet eliminerar den lagrade elektriska laddningen. Med avstängningen i två steg tar det något längre tid än med en MOSFET.
Deras egenskaper gör att IGBT:er kan tillverkas för att vara mindre än konventionella MOSFET:er. En standard bipolär transistor kräver något mer halvledaryta än IGBT; en MOSFET kräver mer än dubbelt så mycket. Detta minskar avsevärt kostnaden för att producera IGBT och gör att fler av dem kan integreras i ett enda chip. Effektbehovet för att driva en bipolär transistor med isolerad grind är också lägre än med andra applikationer.