在“IGBT中的若干PN結”一章中我們提到，IGBT是由BJT（雙極型晶體管）和MOSFET（金屬氧化物半導體場效應管）所構成，BJT的結構和機理前面已經做了詳細論述，下面我們來看看MOS，其截面如圖所示，紅色虛線框內。

注意，這里我們直接以最先進的溝槽柵IGBT中的MOS結構為例進行論述，MOS的發展歷程中經歷了不同的結構演變，包括平面型、V字型等，基本原理相似，但各有優缺點，在此不做對比，感興趣的朋友可以另查閱文獻了解。

IGBT中的MOS由N+、P-base、N-drift、N-buffer以及Poly（氧化硅包裹）組成，其中顯然包含了一個寄生的三極管，由N+、p-base和N-buffer組成，工作中要盡量避免這個三極管工作，其原因在上一章中已做論述；此外還包含了一個寄生二極管，由P-base和N-drift組成。

MOS也是一個三端元器件，分別為N+對應的源極，N-buffer對應的漏極，以及Poly對應的柵極。

當給柵極施加正電壓，當電壓增大到一定程度，靠近柵極的局域P-base會發生反型（陰影部分），變成N型，使得N+區域與N-drift區域連通，MOS導通。所以，與BJT不同，MOS是一個電壓控制性器件。下面簡要分析一下，反型層的形成機制。

回顧一下P型和N型的定義，是根據半導體能帶與費米能級之間相對位置而來，所以，對于反型層的理解，我們也需要從能帶的變化來著手分析。

從圖中A到B的截面，分別為半導體層、氧化硅層和多晶硅層（柵極）。假設柵極上施加電壓為，我們看看和三種情況下的能帶變化。

1.

因為在溫度確定的情況下，費米能級的位置是確定的，所以圍繞費米能級，很容易畫出MOS結構的能帶圖如下。（這里把多晶硅視為金屬，且功函數與硅相同，這是與實際情況是有偏差的，后面再做分析）。

2.

柵極施加負電壓，柵極及靠近柵極區域的能級電子被排斥，相當于電子占據導帶能級的概率降低，即向真空電子能級方向遠離費米能級。電子被排斥，相當于空穴被吸引，所以在半導體與絕緣層界面會形成一層空穴積累層。

3.

柵極施加正電壓，但本征能級在費米能級以上。柵極及靠近柵極區域的能級電子被吸引，相當于電子占據導帶能級的概率升高，即向費米能級靠近。

4.

柵極施加正電壓增大，使得本征能級依然達到費米能級以下。定義=所對應的電壓為（Threshold Voltage，閾值電壓）。半導體表面附近的費米能級更加靠近導帶，P型半導體即反型為N型半導體。