IGBT是要耐受高電壓的，在《IGBT的若干PN結》一章中，我們從高斯定理、泊松方程推演了PN結的耐壓，主要取決于PN結的摻雜濃度。

在之前的討論中，我們并未考慮PN結的邊界變化，即只考慮了PN結作為平面結存在的情況。

但在實際的IGBT結構中，PN結是存在邊界的，如圖所示，在一維方向，PN結的邊界為曲面結；進一步地，在二維方向為柱面結，在三維方向為球面結。這種幾何結構的改變，會導致PN邊緣處的電場不同于芯片內部平面結的電場，因此無法承受高的電壓。

這就是包括IGBT在內的高壓功率半導體芯片需要引入終端耐壓結構的原因。下面我們以二維柱面結為例，分一下柱面PN結與平面PN結在電場分布和耐受電壓之間的差異。（本章只對引入終端結構的原因做分析，而不針對具體的終端結構做分析，這方面可以找到大量的文獻資料。）

前面分析PN結耐壓用的直角坐標系，顯然分析柱面結使用柱坐標系更為方便。

將泊松方程]變換為如圖所示的的柱坐標系，如下，

簡化模型，認為PN結在和方向的擴散速度相同，即柱面結的界面為標準的1/4圓形，這種情況下顯然（7-1）的第二項和第三項為零。

同時考慮，（7-1）簡化為

對（7-2）式積分，并利用邊界條件：耗盡區邊沿電場為零，即，可計算出柱面PN結耗盡區內任意位置的電場強度：

其中， ，表示空間電荷濃度。電場最大值出現在PN結界面處，即，同時考慮到承受高電壓時，耗盡區的寬度遠大于PN結深度，所以電場峰值可以近似表達為：

回顧《IGBT的若干PN結》，在平面PN結中，同樣考慮耗盡區寬度為，電場峰值的表達式為：

將（7-4）與（7-5）相比，就可以得出柱面PN結與平面PN結之間的關系，

因為，所以相同耗盡區寬度的情況下，顯然柱面PN結的電場峰值大于平面PN結的電場峰值。

即，在相同承壓情況下，元胞過渡區PN結所承受的電場強度會明顯大于元胞區，而且這個比值會隨著耗盡區寬度的增加而增加，隨著PN結深的增加而減小。

舉例來說，對于1200V的IGBT來說，滿額承壓的時候耗盡區寬度大于100μm，一般元胞區的PN結深為3μm左右，那么過渡區的PN結電場強度比元胞區的平面PN結電場強度大30倍以上。

顯然，必須對IGBT的過渡區做處理，降低柱面結所在位置的電場強度，才能承受高電壓，終端結構的引入就是為了達到這個目的。