什么是靜電感應(yīng)晶體管

靜電感應(yīng)晶體管

源漏電流受柵極上的外加垂直電場控制的垂直溝道場效應(yīng)晶體管,簡稱SIT。靜電感應(yīng)晶體管是一種新型器件，可用于高保真度的音響設(shè)備、電源、電機(jī)控制、通信機(jī)、電視差轉(zhuǎn)機(jī)以及雷達(dá)、導(dǎo)航和各種電子儀器中。

　　1952年日本的渡邊、西澤等人提出模擬晶體管的模型，1971年9月日本西澤潤一發(fā)表SIT的研究結(jié)果。在70年代中期，它作為音頻功率放大器件在日本國內(nèi)得到了迅速的發(fā)展，先后制出最高截止頻率10兆赫、輸出功率1千瓦和30兆赫、輸出功率達(dá)2千瓦的靜電感應(yīng)晶體管。1974年之后，高頻和微波功率靜電感應(yīng)晶體管有較大發(fā)展。已出現(xiàn)1吉赫下輸出功率100瓦的內(nèi)匹配合成器件和2吉赫下輸出 10瓦左右的器件。靜電感應(yīng)型硅可控整流器已做到導(dǎo)通電流30安(壓降為0.9伏)，開關(guān)時間為110納秒。另外，已研制出 MOS型SIT和SIT低功耗、高速集成電路，其邏輯門的功率-延遲積的理論值可達(dá)1×10-15焦以下。
　　SIT具有非飽和型電流電壓輸出特性,它和三極電子管的輸出特性相類似（圖1）。

靜電感應(yīng)晶體管
　　SIT是一種電壓控制器件。在零柵壓或很小的負(fù)柵壓時，溝道區(qū)已全部耗盡，呈夾斷狀態(tài)，靠近源極一側(cè)的溝道中出現(xiàn)呈馬鞍形分布的勢壘，由源極流向漏極的電流完全受此勢壘的控制。在漏極上加一定的電壓后，勢壘下降，源漏電流I開始流動。漏壓越高,I越大,亦即 SIT的源漏極之間是靠漏電壓的靜電感應(yīng)保持其電連接的,因此稱為靜電感應(yīng)晶體管。SIT和一般場效應(yīng)晶體管(FET)在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是：①SIT溝道區(qū)摻雜濃度低，為1012～1015厘米-3,FET則為1015～1017厘米-3；②SIT具有短溝道，在輸出特性上，前者為非飽和型三極管特性，后者為飽和型五極管特性。

靜電感應(yīng)晶體管
　　SIT主要有三種結(jié)構(gòu)形式:埋柵結(jié)構(gòu)、表面電極結(jié)構(gòu)和介質(zhì)覆蓋柵結(jié)構(gòu)。埋柵結(jié)構(gòu)是典型結(jié)構(gòu)（圖2），適用于低頻大功率器件；表面電極結(jié)構(gòu)適用于高頻和微波功率SIT;介質(zhì)覆蓋柵結(jié)構(gòu)是中國研制成功的，這種結(jié)構(gòu)既適用于低頻大功率器件，也適用于高頻和微波功率器件，其特點(diǎn)是工藝難度小、成品率高、成本低、適于大量生產(chǎn)。中國已研制出具有這種結(jié)構(gòu)的 SIT器件有：400兆赫，1～40瓦；1000兆赫,1～12瓦及1500兆赫，6瓦的SIT器件。另外，還制出600兆赫下耗散功率2.3瓦、噪聲系數(shù)小于3分貝的功率低噪聲SIT。

　　和雙極型晶體管相比,SIT具有以下的優(yōu)點(diǎn)：①線性好、噪聲小。用SIT制成的功率放大器,在音質(zhì)、音色等方面均優(yōu)于雙極型晶體管。②輸入阻抗高、輸出阻抗低，可直接構(gòu)成OTL電路。③SIT是一種無基區(qū)晶體管，沒有基區(qū)少數(shù)載流子存儲效應(yīng)，開關(guān)速度快。④它是一種多子器件，在大電流下具有負(fù)溫度系數(shù)，器件本身有溫度自平衡作用，抗燒毀能力強(qiáng)。⑤無二次擊穿效應(yīng)，可靠性高。⑥低溫性能好，在-196下工作正常。⑦抗輻照能力比雙極晶體管高50倍以上。