靜電感應晶體管(SIT),靜電感應晶體管(SIT)是什么意思

靜電感應晶體管（SIT），是在普通結型場效應晶體管基礎上發展起來的單極型電壓控制器件，有源、柵、漏三個電極,它的源漏電流受柵極上的外加垂直電場控制。其結構可分為平面柵型、埋柵型和準平面型三大類。SIT與普通的結型場效應晶體管的最大區別就是在溝道中有多子勢壘存在，該勢壘阻礙著電子從源向漏的流動，勢壘大小即受柵-源間電壓的控制，也受源-漏間電壓的控制。SIT器件的工作原理就是通過改變柵極和漏極電壓來改變溝道勢壘高度，從而控制來自源區的多數載流子的數量，通過靜電方式控制溝道內部電位分布，從而實現對溝道電流的控制。SIT的輸出特性曲線呈現與真空三極管類似的非飽和特性，而不是像普通結型場效應晶體管那樣呈飽和五極管特性。

SIT的結構是由日本的西澤潤一和渡邊提出的，并于1970 年由西澤潤一報道了第一只靜電感應晶體管。SIT從基本結構、工作原理到重要的工藝即在高阻外延層上做P+隱埋柵，都是二十世紀六七十年代末在西澤半導體研究所開發的。由于SIT器件顯示負溫度特性，不引起電流集中，易實現大面積化，采用完美晶體生長技術把柵電阻做得非常小；高阻抗層的引入使電極間的電容大大減小，從而實現了高頻、千瓦量級的大功率SIT器件。典型的器件有日本樂器公司的200W 60MHz音響放大器用的SIT、東北金屬工業公司300W 、1KW、3KW的隱埋柵功率SIT，這些功率器件表現出典型的常開特性,可用于超聲振蕩器、工業用高頻感應加熱等。1976 年西澤潤一又研制出平面柵結構的SIT。其后日本自動紡織機械制作所利用此技術制造了1000V、200A的常開型功率SIT，用于升降機的DC/AC電機調速。通過減小柵與漏間、柵與線路間的電容，采用能減少柵電阻的嵌入柵結構，1979 年三菱電機和東芝公司分別研制成了2GHz 10W；1GHz100W的微波大功率SIT，作為晶體管首次創造出微波頻段、輸出超過100W記錄，證實了SIT作為晶體管優良的性能，并在開關電源、超聲波發生器、廣播功率放大器、空間技術等應用方面得以大力開發。經潛心研究和開發，1983 年美國GTE公司采用硅平面柵和隱埋柵型結構，研制成功了200～900MHz頻帶，輸出功率100W及1.2GHz 、輸出功率25W的SIT，用于衛星通信領域。1986 年50MHz、500W高頻功率SIT進入市場。1987 年日本東芝將3KW常開型功率SIT用于100KHz、300KW的高頻感應加熱設備，同時開展了200KHz、1MW設備的試制工作。日本的東北金屬工業株式會社將50～100W常開型SIT用于飛船。采用300W級的SIT研制出了KW超聲波發生器，其中包括振子轉換效率在75％以上；采用300W級SIT研制了100KHz、25V、60A開關電源，效率為70％。當時SIT的水平是：截止頻率為30～50MHz，連續工作電流250A，最大阻斷電壓2000V。八十年代中后期，IGBT、VDMOS、MCT等新型器件的開發取代了SIT的研究，研究者們把精力放在更具有完美特性的器件上。主要制造廠商有日本的三菱電機、東芝公司、東北金屬工業株式會社，法國的CNET，美國的GTE公司。

SIT除具有優良的高頻特性和高速開關特性，可實現極高速工作之外，還具有自身獨到的特點。在器件結構上由于采用了縱向結構使源層和漏層相分離，器件具有很高的耐壓；SIT為多子傳輸器件，具有負溫度系數，即電流隨溫度升高而下降，不易引起熱聚集，易實現多個SIT單胞并聯，獲得大電流輸出；由于自身結構特點，SIT不易產生電流集中，抗破壞能力強；此外SIT還具有良好的抗輻射能力。因此,SIT是一種發展極為迅速的高壓大功率器件，其應用范圍涉及到電機調速、感應加熱系統、開關電源、高音質高頻放大器、大功率中頻廣播發射機、電子鎮流器、汽車電子器件和空間、軍事等領域，可以說SIT的應用已深入到工業、航空、通信、日常生活等各個領域。其效應是大幅度節約能源，降低材料消耗、實現了對傳統工業的技術改善和傳統設備的更新換代，實現節能、節材、節約空間的重大經濟效益和技術進步。面臨國際能源危機、原材料緊張、要求設備高效率、低功耗的形勢，SIT器件對國民經濟的發展非常重要。據實驗表明，SIT器件可以承受相當于在靜止軌道十年以上的1016rad的射線，因此，在軍事和空間應用方面也有著很大的潛力。

下圖為SIT的結構圖。

SIT具有輸出功率大、失真小、輸入阻抗高、開關特性好、熱穩定性好和抗輻射能力強等一系列優點，是一種發展極為迅速的高壓大功率器件，其應用范圍涉及到電機調速、感應加熱系統、開關電源、高音質高頻放大器、大功率中頻廣播發射機、電子鎮流器、汽車電子器件和空間、軍事等領域，可以說SIT的應用已深入到工業、航空、通信、日常生活等各個領域。其效應是大幅度節約能源，降低材料消耗、實現了對傳統工業的技術改善和傳統設備的更新換代，實現節能、節材、節約空間的重大經濟效益和技術進步。面臨國際能源危機、原材料緊張、要求設備高效率、低功耗的形勢，SIT器件對國民經濟的發展非常重要。據實驗表明，SIT器件可以承受相當于在靜止軌道十年以上的1016rad的射線，因此，在軍事和空間應用方面也有著很大的潛力。

雙極靜電感應晶體管（BSIT），由于其hFS具有負溫度特性，特別適合在高溫環境工作的電子整流器中作為功率開關管。在線路中適當調整部分元器件的參數值，就可以替代雙極型晶體管用于相應功率的電子整流器中。

下圖為一款4U/40W節能燈的實用電路圖.輸出功率36W。Q1、Q2由3DD13005改用EN4020時，R3、R4由10Ω改為4.7Ω，R5、R6由1Ω改為0.5Ω，輸出功率35W。

下圖為一款3U/18W節能燈的電路圖.輸出功率17.5W。Q1、Q2由3DD13003改用EN1020時，R3、R4由20Ω改為10Ω，R5、R6由1Ω改為0Ω，C5、C6改用一只472/630V，L1a改為9T，輸出功率17W。