什么是靜電感應晶體管

靜電感應晶體管

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晶體管,簡稱SIT。靜電感應晶體管是一種新型器件，可用于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2千瓦的靜電感應晶體管。1974年之后，高頻和微波功率靜電感應晶體管有較大發展。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。靜電感應型硅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）。

靜電感應晶體管
　　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保持其電連接的,因此稱為靜電感應晶體管。SIT和一般場效應晶體管(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管特性，后者為飽和型五極管特性。

靜電感應晶體管
　　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），適用于低頻大功率器件；表面電極結構適用于高頻和微波功率SIT;介質覆蓋柵結構是中國研制成功的，這種結構既適用于低頻大功率器件，也適用于高頻和微波功率器件，其特點是工藝難度小、成品率高、成本低、適于大量生產。中國已研制出具有這種結構的 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、噪聲系數小于3分貝的功率低噪聲SIT。

　　和雙極型晶體管相比,SIT具有以下的優點：①線性好、噪聲小。用SIT制成的功率放大器,在音質、音色等方面均優于雙極型晶體管。②輸入阻抗高、輸出阻抗低，可直接構成OTL電路。③SIT是一種無基區晶體管，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系數，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抗輻照能力比雙極晶體管高50倍以上。