上一節(jié)的分析中，僅考慮了PIN1，而未考慮PIN2。PIN1與MOS結(jié)構(gòu)相連接，而PIN2則與基區(qū)相連接。

實(shí)際工作中，IGBT的基區(qū)與發(fā)射極短路連接，PIN的陽極則與集電極相連，因?yàn)榧姌O接高壓，而發(fā)射極接低壓，所以PIN2的陰極區(qū)域與基區(qū)所構(gòu)成的PN結(jié)一直處于反偏狀態(tài)，因此這個(gè)區(qū)域的載流子濃度為0，所以邊界條件與PIN1不同。

因?yàn)镻IN2的這個(gè)特性，使得IGBT在基區(qū)附近的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)大為減弱，研究人員想了很多辦法來改善該區(qū)域的載流子濃度分布，以降低IGBT的導(dǎo)通損耗。

鑒于這個(gè)特征對(duì)于IGBT器件的重要性，有必要詳細(xì)分析一下實(shí)際工作狀態(tài)中的PIN1和PIN2的不同，下面進(jìn)行嚴(yán)格的對(duì)比數(shù)學(xué)推演，如果覺得過程繁冗的，可以重點(diǎn)關(guān)注邊界條件的不同所導(dǎo)致的不同結(jié)果。

回顧“IGBT中的若干PN結(jié)”一章中的“PIN結(jié)構(gòu)”一節(jié)，我們已經(jīng)對(duì)PIN1的情況做過一些基本的推演，借此機(jī)會(huì)，這里把一些中間過程補(bǔ)上。

穩(wěn)態(tài)情況下，載流子的濃度分布可通過求解擴(kuò)散方程得到，以空穴為例，擴(kuò)散方程表達(dá)如下：

其中，，其中為雙極性擴(kuò)散系數(shù)，為載流子壽命，且，該方程的特征解為，

根據(jù)PIN1的邊界條件求解系數(shù)和

在“PIN結(jié)構(gòu)”一節(jié)中，我們已經(jīng)進(jìn)一步整理出PIN1的邊界條件，

將的表達(dá)式做微分，并帶入上述邊界條件中，即可得到和與電流密度之間的關(guān)系，如下：

將系數(shù)和帶入的表達(dá)式并整理，

取載流子壽命為1，芯片厚度為100，電流密度為時(shí)，載流子濃度如圖所示。顯然，陽極（集電極）區(qū)域載流子濃度最高，在N-drift區(qū)域先降低，后升高。

對(duì)應(yīng)IGBT結(jié)構(gòu)（如圖虛線區(qū)域順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°），陰極區(qū)域?qū)?yīng)溝槽底部區(qū)域，即載流子到達(dá)溝槽底部時(shí)，其濃度會(huì)逐漸升高，所以溝槽底部的電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)是會(huì)得到增強(qiáng)的。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，也會(huì)有一些技術(shù)是通過增加溝槽底部這個(gè)區(qū)域的面積來增強(qiáng)載流子的濃度。當(dāng)然，這會(huì)對(duì)其他參數(shù)造成影響，如輸入電容等，設(shè)計(jì)中需要綜合考慮。