什么是静电感应晶体管?

[拼音]：jingdian ganying jingtiguan

[外文]：static induction transistor

源漏电流受栅极上的外加垂直电场控制的垂直沟道场效应晶体管，简称SIT。静电感应晶体管是一种新型器件，可用于高保真度的音响设备、电源、电机控制、通信机、电视差转机以及雷达、导航和各种电子仪器中。

1952年日本的渡边、西泽等人提出模拟晶体管的模型，1971年9月日本西泽润一发表SIT的研究结果。在70年代中期，它作为音频功率放大器件在日本国内得到了迅速的发展，先后制出最高截止频率10兆赫、输出功率1千瓦和30兆赫、输出功率达2千瓦的静电感应晶体管。1974年之后，高频和微波功率静电感应晶体管有较大发展。已出现1吉赫下输出功率100瓦的内匹配合成器件和2吉赫下输出 10瓦左右的器件。静电感应型硅可控整流器已做到导通电流30安(压降为0.9伏)，开关时间为110纳秒。另外，已研制出 MOS型SIT和SIT低功耗、高速集成电路，其逻辑门的功率-延迟积的理论值可达1×10-15焦以下。

SIT具有非饱和型电流电压输出特性，它和三极电子管的输出特性相类似（图1）。

SIT是一种电压控制器件。在零栅压或很小的负栅压时，沟道区已全部耗尽，呈夹断状态，靠近源极一侧的沟道中出现呈马鞍形分布的势垒，由源极流向漏极的电流完全受此势垒的控制。在漏极上加一定的电压后，势垒下降，源漏电流I


开始流动。漏压越高，I


越大，亦即 SIT的源漏极之间是靠漏电压的静电感应保持其电连接的，因此称为静电感应晶体管。SIT和一般场效应晶体管(FET)在结构上的主要区别是：

（1）SIT沟道区掺杂浓度低，为1012～1015厘米-3，FET则为1015～1017厘米-3；

（2）SIT具有短沟道，在输出特性上，前者为非饱和型三极管特性，后者为饱和型五极管特性。

SIT主要有三种结构形式:埋栅结构、表面电极结构和介质覆盖栅结构。埋栅结构是典型结构（图2），适用于低频大功率器件；表面电极结构适用于高频和微波功率SIT;介质覆盖栅结构是中国研制成功的，这种结构既适用于低频大功率器件，也适用于高频和微波功率器件，其特点是工艺难度小、成品率高、成本低、适于大量生产。中国已研制出具有这种结构的 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，还制出600兆赫下耗散功率2.3瓦、噪声系数小于3分贝的功率低噪声SIT。

和双极型晶体管相比，SIT具有以下的优点：

（1）线性好、噪声小。用SIT制成的功率放大器，在音质、音色等方面均优于双极型晶体管。

（2）输入阻抗高、输出阻抗低，可直接构成OTL电路。

（3）SIT是一种无基区晶体管，没有基区少数载流子存储效应，开关速度快。

（4）它是一种多子器件，在大电流下具有负温度系数，器件本身有温度自平衡作用，抗烧毁能力强。

（5）无二次击穿效应，可靠性高。

（6）低温性能好，在-196


下工作正常。

（7）抗辐照能力比双极晶体管高50倍以上。