在功能上，IGBT是一个由晶体管实现的电路开关。开着的时候能承受几十到几百安培的电流；当它关闭时，它可以承受数百到数千伏的电压。
家里的电灯开关是用按钮控制的。作为一种晶体管，IGBT是由其他电路控制的，而不是机械按钮。具体来说，IGBT的简化模型有三个接口，其中两个(集电极和发射极)连接到高压电路，另一个接收控制电信号，称为栅极。给栅极一个高电平信号，开关(集电极和发射极之间)就会导通；发出一个低信号，开关就会断开。向门级发送控制指令的电路称为控制电路，你可以理解为一种“计算机”，但实际的“计算机”通常是单片机或称为DSP的微处理器，擅长处理数字信号，体积相对较小。即使是一些非常基础的应用，也可能是一些简单的芯片和电路控制，不需要编程。然而， 需要注意的是，所谓的数字信号在门级的电压也需要10到20伏，所以在控制电路和IGBT之间需要一个小的“驱动电路”来进行信号转换。
可以用数字信号控制的高压开关有很多种。作为其中之一，IGBT的特点就是在它的电流和电压水平上，它支持的开关速度是不错的，一秒钟可以开关近万次。也就是说，IGBT的开关频率可以达到10kHz级别。以前轨道交通列车上也使用GTO，但是GTO的开关速度较低，所以现在只在电压和电流超过IGBT的耐受范围时使用。IGCT本质上是GTO，但结构优化，开关速度和电压电流介于GTO和IGBT之间。另一方面，IGBT的开关速度比大功率MOSFET快，但它支持的电压和电流都比IGBT小。
这么快的开关有什么用？常见的高压只有50Hz交流电，变压器可以改变电压，但不能改变频率，更不能变成DC。另一方面，光伏电站产生的直流电无法转化为交流电。利用IGBT作为开关，人们可以设计一种电路。通过控制IGBT，可以将电源侧的交流电变成给定电压的直流电，也可以将各种电变成所需频率的交流电。这种电路统称为电力电子电路，由电力电子电路制成的器件称为转换器。特别是把交流电转换成直流电的电路叫整流器，把直流电转换成交流电的电路叫逆变器， 而将直流电转换成直流电的电路实际上是多种多样的，一般称为转换器。
怎么发生的？需要说说PWM(脉宽调制)的概念。这个道理可以和接触不良时灯光快速闪烁相提并论。闪烁的光看起来不像正常的光。这是因为闪光灯亮0.1秒，灭0.1秒。在总共0.2秒的时间里，它发出的光能只有正常光线的0.1秒，所以看起来很暗。电源电路的本质是传输电能，所以也可以用这个原理。如果器具前0.2秒接300V电压，后0.1秒接0V电压，相当于器具两端在0.3秒内一直是200V电压。我们称之为300伏电压，一个脉冲只持续0.2秒。通过改变脉冲在0.3秒内所占的时间(即脉冲宽度)，可以实现此时等效电压可以变成0~300V范围内的任意值， 而所谓的脉宽调制也由此而来。电压由高变低的总时间越短，电压越接近等效电压。
通过较高电压的DC和PWM方法，得到了任意较低电压DC的原理图。
通过直流电法和PWM法，得到不同电压和频率的交流电原理图。
如果你仔细看了上一段的解释，你会发现实现这个功能至少需要两个开关，一个接在用电设备和300V之间，一个接在用电设备和0V之间，只有两个开关交替导通才能实现PWM，这和家里的灯只有一个开关有很大的区别。当然，在很多应用中，其中一个开关可以用二极管代替，另一个开关的通断可以自动控制二极管的通断。
总之，我现在有强电了，它的电压和频率都由我控制。这种强电可以用来驱动高铁的电机。目前高铁使用的是交流电机，结构简单，省电，但速度难以调节。幸运的是，它的转速与输入交流电源的频率密切相关，因此可以使用IGBT转换器产生电压和频率可控的强电，以灵活控制电机的转速。反映在高铁上，就是高铁列车的速度。这就是所谓的变压变频控制(VVVF)。
除了高铁，在很多使用交流电机的场合，如电动汽车、变频空调、风力发电机等，都使用IGBT及其配套电路来控制电机。在光伏发电、电力储存等领域，IGBT主要用于交流和DC之间的转换。
IGBT的特性可以从它的全称:绝缘栅双极晶体管得知。
所谓绝缘栅，就是IGBT类似于MOSFET，控制栅和电源电路是绝缘的，两者之间没有通过导体或半导体的电连接。只要在栅极出现一定的电压，在半导体内部形成一定的电场，IGBT就可以开启。
采用绝缘栅，只需在栅级注入/提取少量能量，改变开关过程中的内部电场，就可以改变IGBT的工作状态。这个过程很容易做到非常快，这是IGBT和功率MOSFET开关速度高的原因之一。相比之下，在一个普通的三极管(BJT)中，控制极需要持续的电流来维持导通，而当主电源电路中的电流较大时，电流也必须相应较大才能支持这样的电流。
所谓双极，就是当IGBT开启时，半导体中的电子和空穴都参与电流传导。正如教科书上二极管的电压始终是0.7V一样，通过电导调制，IGBT的电压对大电流不敏感。相比之下，作为单极性器件，功率MOSFET在导通时类似于一个小电阻，小电阻上的电压和电流成线性关系。所以当电流超过一定水平时，功率MOSFET消耗的功率(电压和电流的乘积)过大，限制了MOSFET的电流。另一方面，努力降低MOSFET中的小电阻会希望MOSFET的两个电源极不要相距太远，但这也制约了MOSFET的耐压能力。
所谓晶体管，不同于GTO和其他晶闸管。晶闸管的内部结构类似于两个晶体管。通过这两个晶体管之间的相互放大，实现了IGBT等晶体管难以实现的超大电流的导通。但问题是，当器件关断时，需要汲取很大的电流才能使两个晶体管退出相互放大的状态。这个过程要求瞬时功率大，速度慢，所以关断晶闸管的过程会损失更多的能量。这也是GTO支持的开关频率明显低于IGBT的原因。
IGBT结构的原理图可以简化为一个PNP三极管和一个N-MOSFET的组合。
IGBT的结构可以简化为一个PNP晶体管和一个N-MOSFET的组合。栅极和信号直接控制MOSFET的导通和关断。当MOSFET导通时，它会不断地向PNP晶体管的基极汲取电流，实现PNP晶体管的导通。当MOSFET关断时，该电流将被切断，从而关断PNP晶体管。
IGBT是最成功的电力电子器件之一。当然，在一定程度上被IGBT取代的GTO也是非常成功的，在电网级的应用中仍然广泛使用。相比之下，很多不知名的设备都成了历史上的路人。然而，近年来宽带隙半导体器件技术取得了许多突破，其中碳化硅(SiC)材料具有更高的耐压和耐温性，因此碳化硅制成的MOSFET可以直接匹配IGBT的电压和电流承载能力，而无需使用更复杂的IGBT结构。在电动汽车和轨道交通领域，基于SiC-MOSFET的商用变流器已经投入市场。当然，理论上碳化硅材料和IGBT结构也可以结合，其电压和电流也将上升一个台阶，或有望占领目前硅基GTO的市场。