IGCT 的工作原理表明，它是在 GTO 芯片基础上设计的。由于传统 GTO 技术为降低场强而增加芯片厚度，使通态压降与开关损耗增大，故 IGCT 采用了新的器件设计技术。IGCT 芯片源于 GTO 技术，可沿用部分 GTO 工艺。为充分降低功耗与减少元件数目，IGCT 主要采用以下几种技术。
1. 缓冲层与浅层发射极
如图1-25 所示，标准晶体管的反向 PN 结（N⁻-P⁺ 结）电场为三角形分布，PN 结的阻断电压为电场对 N 基区厚度（即片厚）的积分，因此片厚随阻断电压提高成正比增加，导致通态压降与开关损耗随之提高。图1-26 为采用缓冲层（N⁻-NP⁺结构）后的场强分布，其 N 基区电场分布是一条恒定而非下降呈三角形的特性曲线，这样用更薄的硅片即可达到相同阻断电压，提高器件效率。计算表明，4.5 kV 的 IGCT 采用缓冲层结构后芯片厚度约可减少 1/3。
图1-25 标准晶体管的场强与厚度的关系
图1-26 带缓冲层的晶体管的场强与厚度的关系
过去很难在 GTO 中采用缓冲层设计，主要问题在于开通时缓冲层提高了阳极短路点的效率：高电导率缓冲层位于阳极与 N 基区之间，使流过 N 基区的电流被缓冲层收集、沿阳极结横向流入短路点，因而缓冲区的电压降比无缓冲层结构低。为保证良好开通特性须减少阳极短路点数量，但那样又使关断特性变坏。解决方式是使缓冲层与较薄、均匀而又低效的浅层发射极相结合。设计阳极浅层发射极时，要使电子在其中有很高穿透几率而不会引发空穴注入。电子穿透阳极就像阳极被短路那样，因阳极对电子透明故称为浅层发射区，其中有部分电子在金属电极界面复合而不会产生空穴注入，这样不用阳极短路也能降低发射极效率。因此在开通期间产生空穴注入的阳极电流不再像阳极短路 GTO 那样依赖横向压降；关断期间电子也不再被束缚在 N 基区中，拖尾过程很短。
带缓冲层的 IGCT 被认为是理想的门极硬驱动器件。与标准驱动方式不同，IGCT 在硬驱动条件下，其阴极在主阻断结建立电场以前就停止注入电子，器件完全按晶体管模式关断。由于是均匀关断，产生的热量也均匀分布，从而实现完全受控的均匀关断过程。
2. 二极管集成和隔离区
以往非穿通型（不带缓冲层）GTO 的硅片厚度大于与之配对的续流二极管，使逆导 GTO 承受过多功耗，二者集成的优点得不到体现。缓冲层的引入克服了厚度缺陷，使二者单片集成重新具有吸引力。IGCT 中的二极管与 IGCT 共享由 GCT 阳基区与二极管 P 极形成的阻断结，在 GCT 门极与二极管阳极间形成电阻性通道。通过 P 型扩散区实现的隔离，即由于 PNP 结构（其中总有一个 PN 结反偏）阻断 GCT 门极与二极管阳极间的电流流通，从而克服了以往 GTO 用沟槽隔离（电阻隔离）的缺点。普通电阻隔离不仅使负门极电流增大、增加 GTO 阻断时门控单元负担，还减少器件有效工作面积。
由于 IGCT 具有大多数晶体管不带吸收电路的关断特性，集成续流二极管必须在不带吸收电路且高 di/dt 工作条件下关断，因此要求配套二极管不仅静态损耗与动态损耗低，而且恢复特性优良，设计时可采用局部少子寿命控制技术实现。
为优化静态损耗与动态损耗关系，通常需调整载流子寿命。与 GTO 不同，电压反向后，二极管中的载流子将立即通过阳极和阴极抽出。对寿命纵向均匀分布的器件（如电子辐照器件），空间电荷区不仅存在于 PN 结，也存在于 N⁺/N 结，导致有效基区变窄；在电压低于静态电压且两空间电荷区交汇的瞬间，反向电流急剧减少。而对寿命有一定分布的器件，因复合率较低、扩散到基区的空穴较多，其电场梯度比寿命均匀分布器件更陡，延缓空间电荷区间阴极层穿通，即使电压超过静态穿通电压仍维持软恢复特性。同时，适当调整通态载流子分布可抑制 N⁺/N 空间电荷区的形成，获得有利的动态电场分布，在耗尽层穿通到 N⁺ 阻挡层之前不发生硬恢复。因此通过少子寿命均匀分布（如电子辐照）可较容易地调整动态与静态损耗关系；为实现特殊应用要求的反向恢复波形，可采用扩金或质子辐照等更灵活工艺。
3. 透明阳极
为实现低关断损耗，需限制阳极晶体管增益，要求阳极厚度薄、浓度低。透明阳极是很薄的 PN 结，其发射效率与电流有关；因电子穿透阳极就像阳极被短路一样称为透明阳极。传统 GTO 用阳极短路结构达到相同目的，采用透明阳极代替阳极短路点可使 GCT 触发电流比传统无缓冲层 GTO 降低整整一个数量级，且 GCT 结构因不含 MOS 结构而从根本上简化。
4. 逆导技术
GCT 大都制成逆导型，与非对称型不同，它可与优化的续流二极管 FWD 单片集成在同一芯片上。穿通型 GCT 的最小基区厚度与二极管相同，可承受相同的阻断电压。因二极管与 GCT 共享同一阻断结（P⁻N⁻），GCT 的 P 基区与二极管阳极相连，在 GCT 门极与二极管阳极间形成电阻性通道；逆导 GCT 与二极管隔离区中存在 PNP 结构，其中总有一个 PN 结反偏，从而阻断二者间的电流流通。为使 GCT 无吸收关断，集成 FWD 也须无吸收电路并在高 di/dt 下关断。逆导 GCT 的二极管部分可通过质子辐照形成非均匀复合中心以控制反向恢复特性，确保拖尾电流减小至零时不产生断流现象。
5. 门极驱动技术
采用“硬驱动”技术，GCT 通过印刷电路板与门极驱动电路直接相连，二者相距很近（约 15 cm），门极驱动器可方便装入不同装置，可视为通用形式。为使结构更紧凑坚固，用门极驱动电路包围 GCT、与 GCT 和冷却装置形成自然整体（环绕型 IGCT），其中包括门极驱动所需全部元件。两种形式都使门极电路电感进一步减小（<5 nH），降低门极驱动电路的元件数、热耗散、电应力与内部热应力，从而明显降低成本和失效率。与 GTO 相比，IGCT 对门极驱动电路要求大为降低，主要因为：①IGCT 存储时间下降约 95%，便于简单耐用的串联；②IGCT 能非常均匀地工作，可显著减少或忽略 du/dt 吸收电路及逆变器损耗；③门极关断电荷降低约 75%，可显著降低门极驱动功率；④门极驱动成本低；⑤采用透明阳极技术，其后沿电流降低 95%。
综上所述，IGCT 是功率器件（GCT）与器件控制电路（续流二极管和门极驱动器件）一起封装组成的集成组件。技术优势在于：高集成度低电感门极驱动允许电荷迅速流入流出器件；减薄硅片厚度限制贮存电荷，并允许在同一芯片上制备二极管和开关单元；所有单元能立即开关，省掉吸收器件；较薄硅片产生较低通态损耗。采用逆导技术可将 GCT 与 FWD 集成在单一芯片上，门极驱动技术使 GCT 通过印刷电路板与驱动电路直接相连，进一步体现了“集成”含义。