靜電感應電晶體

靜電感應電晶體是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電晶體,簡稱SIT。

靜電感應電晶體

正文

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電晶體,簡稱SIT。靜電感應電晶體是一種新型器件，可用於高保真度的音響設備、電源、電機控制、通信機、電視差轉機以及雷達、導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月日本西澤潤一發表SIT的研究結果。在70年代中期，它作為音頻功率放大器件在日本國內得到了迅速的發展，先後制出最高截止頻率10兆赫、輸出功率1千瓦和30兆赫、輸出功率達2千瓦的靜電感應電晶體。1974年之後，高頻和微波功率靜電感應電晶體有較大發展。已出現1吉赫下輸出功率100瓦的內匹配合成器件和2吉赫下輸出 10瓦左右的器件。靜電感應型矽可控整流器已做到導通電流30安(壓降為0.9伏)，開關時間為110納秒。另外，已研製出 MOS型SIT和SIT低功耗、高速積體電路，其邏輯門的功率-延遲積的理論值可達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）。

靜電感應電晶體

SIT是一種電壓控制器件。在零柵壓或很小的負柵壓時，溝道區已全部耗盡，呈夾斷狀態，靠近源極一側的溝道中出現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後，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保持其電連線的,因此稱為靜電感應電晶體。SIT和一般場效應電晶體(FET)在結構上的主要區別是：①SIT溝道區摻雜濃度低，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體特性，後者為飽和型五極管特性。

靜電感應電晶體

SIT主要有三種結構形式:埋柵結構、表面電極結構和介質覆蓋柵結構。埋柵結構是典型結構（圖2），適用於低頻大功率器件；表面電極結構適用於高頻和微波功率SIT;介質覆蓋柵結構是中國研製成功的，這種結構既適用於低頻大功率器件，也適用於高頻和微波功率器件，其特點是工藝難度小、成品率高、成本低、適於大量生產。中國已研製出具有這種結構的 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、噪聲係數小於3分貝的功率低噪聲SIT。
和雙極型電晶體相比,SIT具有以下的優點：①線性好、噪聲小。用SIT製成的功率放大器,在音質、音色等方面均優於雙極型電晶體。②輸入阻抗高、輸出阻抗低，可直接構成OTL電路。③SIT是一種無基區電晶體，沒有基區少數載流子存儲效應，開關速度快。④它是一種多子器件，在大電流下具有負溫度係數，器件本身有溫度自平衡作用，抗燒毀能力強。⑤無二次擊穿效應，可靠性高。⑥低溫性能好，在-196下工作正常。⑦抗輻照能力比雙極電晶體高50倍以上。

配圖

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