IGBT硅片的结构与功率MOSFET非常相似，主要区别是IGBT增加了一个P+衬底和一个N+缓冲层(这部分不是NPT-非穿通IGBT技术增加的)。其中一个MOSFET驱动两个双极器件。衬底的应用在管的P+和N+区域之间产生了J1结。当栅极正偏压使栅极下方的P基区反相时，形成N沟道，同时出现电子流，完全以功率MOSFET的方式产生电流。如果这种电子流产生的电压在0.7V的范围内，那么J1将处于正向偏置，一些空穴将被注入N区，阳极和阴极之间的电阻率将被调节，这降低了功率传导的总损耗，并开始第二次电荷流。因此，在半导体层面暂时出现了两种不同的电流拓扑:电子电流 (MOSFET电流)；空穴电流(双极)。当负偏置电压施加到栅极或栅极电压低于阈值时关断，沟道被禁止，并且没有空穴注入n区。在任何情况下，如果MOSFET电流在开关阶段迅速下降，集电极电流将逐渐降低，因为在换向开始后，N层中仍有少数载流子(少数载流子)。剩余电流(尾流)的减少完全取决于关断时的电荷密度，并且该密度与几个因素有关，例如掺杂剂的量和拓扑、层厚度和温度。少数载流子的衰减使得集电极电流具有特征性的尾波波形，造成以下问题:功耗增加；交叉传导的问题更加明显， 尤其是在使用续流二极管的设备中。由于尾流与少数载流子复合有关，所以尾流的电流值应该与芯片的温度密切相关，而空穴迁移率与IC和VCE密切相关。因此，根据达到的温度，减少电流作用在终端设备设计上的这种不良影响是可行的。
IGBT模块
IGBT绝缘栅双极晶体管是由BJT(双极晶体管)和MOS(绝缘栅场效应晶体管)组成的复合型全控压驱动功率半导体器件，具有MOSFET输入阻抗高和GTR导通压降低的优点。GTR饱和电压降低，载流密度高，但驱动电流大；MOSFET的驱动功率很小，开关速度快，但导通压降大，载流密度小。IGBT结合了上述两种器件的优点，具有低驱动功率和低饱和电压。IGBT非常适合DC电压600V及以上的变流系统，如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等领域。图1示出了N沟道增强型绝缘栅双极晶体管结构。N+区域被称为源极区域， 附着在其上的电极称为源极。N+区域被称为漏极区域。器件的控制区是栅极区，附着其上的电极称为栅极。沟道形成在栅极区域的边界附近。漏极和源极之间的P型区(包括P+和P-1区)(该区形成沟道)称为子沟道区，而漏极区另一侧的P+区称为漏注入区，这是IGBT特有的功能区。它与漏极区和子沟道区一起构成PNP双极晶体管，作为发射极，向漏极注入空穴，进行导通调制，降低器件的导通状态。连接到漏极注入区的电极称为漏极。IGBT的开关功能是通过增加正向栅极电压来形成沟道， 并为PNP晶体管提供基极电流以开启IGBT。相反，增加反向栅极电压以消除沟道，切断基极电流并关闭IGBT。IGBT的驱动方式与MOSFET基本相同，只需要控制输入电极N沟道MOSFET，因此具有高输入阻抗特性。当MOSFET的沟道形成后，从P+基极注入到N层的空穴(少数载流子)中，调制N层的电导，降低N层的电阻，使IGBT在高电压下具有较低的通态电压。
IGBT是绝缘栅双极晶体管的缩写。IGBT是由MOSFET和双极晶体管组成的器件。它的输入是MOSFET，输出是PNP晶体管。它结合了这两种器件的优点，既有MOSFET器件驱动功率低、开关速度快的优点，又有双极器件饱和电压低、容量大的优点。其频率特性介于MOSFET和功率晶体管之间，可以在几十kHz的频率范围内正常工作。它在现代电力电子技术中得到了越来越广泛的应用，并在高频和中功率应用中占据主导地位。
IGBT的等效电路如图1所示。从图1可以看出，如果在IGBT的栅极和发射极之间加一个正的驱动电压，MOSFET就会导通，这样PNP晶体管的集电极和基极就会处于低阻状态，晶体管就会导通。如果IGBT的栅极和发射极之间的电压为0V，MOS关断，从而切断PNP晶体管基极电流的供给，使晶体管截止。像MOSFET一样，IGBT也是一种压控器件。在它的栅极和发射极之间加一个10 V以上的DC电压，只有uA级的漏电流流过，基本不消耗功率。
