功率静电感应晶体管

SIT是介于双极型功率晶体管(GTR)与功率场效应晶体管(功率MOSFET)之间的器件(性能方面更接近后者)，其开关频率可在1MHz以上(可达100MHz)，80年代中期其容量已有10A/800V，和功率MOSFET差不多，适用于数千瓦以下的电力电子装置上。

虽然SIT的概念早在1950年就被提出，功率SIT器件直至 70年代末方出现。SIT的工作电流密度要大于功率MOSFET，且其制造工艺也比后者容易，因而是一种很有前途的器件，有希望发展成100A/1000V级的大容量高频器件。

另外，若将图2中的SIT漏极的n型高掺杂半导体换成p型半导体,则器件变成静电感应晶闸管(又称场控晶闸管)，简称SITH。它的工作电流密度及容量远比SIT高，可达门极可关断晶闸管(GTO)的水平,其开关性能(尤其是开通速度)则优于GTO，是80年代出现的性能最优的大容量电力电子器件之一。

一种短沟道的功率场效应晶体管。简称 SIT。为区别起见， 一般不把它归入功率场效应晶体管类。SIT通常采用 n沟道的结型场效应结构。图1为这种SIT的符号，G、D、S分别代表栅极、漏极和源极。 SIT有平面型、埋沟型等几种。图2为平面型SIT的部分剖面结构。该器件源极的n型半导体被栅极的p型半导体所围，漏极电流IDS必须通过这一窄小的沟道。在栅极与源极间加大负电压VGS时,会使上述沟道变窄以至消失，结果便在原沟道位置形成了一个阻止电子通过的位垒。漏极电压VDS对这一位垒也有影响，但作用远不如栅极明显。改变栅极的电压，便可控制流过源极和漏极间的电流。图3是该器件的输出特性，反映了栅极的控制作用和一定栅极电压下漏极电流与电压的关系。从图3中可以看到，为截止漏极电流，需要栅极电压有足够的负值，较高的漏极电压需要有更大负值的栅极电压;一旦SIT导通，漏极和源极间相当于一个小电阻。

通常简称功率晶体管。 其中大容量型又称巨型晶体管，简称GTR。功率晶体管一般为功率集成器件，内含数十至数百个晶体管单元。图1是功率晶体管的符号，其上e、b、c分别代表发射极、基极和集电极。按半导体的类型，器件被分成NPN型和PNP型两种，硅功率晶体管多为前者。

静电感应晶体管SIT(Static Induction Transistor)诞生于1970年，实际上是一种结型场效应晶体管。将用于信息处理的小功率SIT器件的横向导电结构改为垂直导电结构，即可制成大功率的SIT器件。SIT是一种多子导电的器件，其工作频率与电力MOSFET相当，甚至超过电力MOSFET，而功率容量也比电力MOSFET大，因而适用于高频大功率场合，目前已在雷达通信设备、超声波功率放大、脉冲功率放大和高频感应加热等某些专业领域获得了较多的应用。

但是SIT在栅极不加任何信号时是导通的，栅极加负偏压时关断，这被称为正常导通型器件，使用不太方便。此外，SIT通态电阻较大，使得通态损耗也大，因而SIT还未在大多数电力电子设备中得到广泛应用。

静电感应晶体管结构形式主要有三种结构形式:

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。