SITH器件具有电流放大系数大,栅极电容小的特点。一般可以把它分为常开型(大功率型)和常闭型(高速型)两种。SITH一般是在SIT(Static Induction Transistor,静电感应晶体管)基础上制成的,有两种方式:一种是将两侧均做成SIT;另一种是将左侧或右侧中的任一侧制成SIT,再将其与传统的BJT(Bipolar Junction Transistor双极结型晶体管)相结合,如图3-137所示。
图3-137 SITH结构图
在结构上,SITH可以有平面栅型(见图3-138)和隐埋栅型(见图3-139)。采用平面栅结构,因为其门极电阻比隐埋栅型的要低,可以使SITH具有驱动功率小和电流密度大的特点。其特点是栅极做在硅衬底的表面,工艺步骤简单而且产量高。而隐埋栅结构,就是将P+-N--N+二极管的N-层内埋入了起栅极作用的P+层。可以使栅极反向电压和正向阻断电压均实现高耐压,有利于制作高耐压和大功率的器件。
图3-138 平面栅型结构SITH
图3-139 隐埋栅型结构SITH(www.xing528.com)
器件的结构决定了其性能。例如采用透明阳极结构(见图3-140),透明阳极有效利用了外延过程中在P-阳极区形成的轻掺杂N-层,在该层上进行P+重掺杂,为正向导通过程提供空穴注入,从而实现电导调制,降低通态压降,有效增大阻断电压等。同时,由于透明阳极能起到“电荷漏”的作用,加快了关断过程积累电荷的抽取,缩短关断时间,降低关断损耗。
对隐埋栅型SITH,通过改变栅极的间距也可以改善器件的性能。随着栅极间距的减少,正向阻断电压增益G(后面章节介绍)增加,使器件从常闭型向常开型转变。研究表明,正向压降几乎与G无关,然而最大栅极关断电流随G增大而增大,另外,开关速度将在某一个确定的G值下得到最优化。
图3-141是SITH的等效电路和电气符号示意图。
图3-140 透明阳极结构
图3-141 SITH等效电路及电气符号
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