基本工作原理详解

SITH通常将阳极接高电压使器件处于正向工作状态。对隐埋栅结构，当U_G＞0时，器件进入大电流、低电压的正向导通阶段，栅极与栅极之间的N^-区就构成了电流流通的通道，以类似P^＋-N^--N^＋二极管的工作方式导通，即“类二极管模型”。U_G＜0时，栅极电压比阴极低，相对阳极就更低，形成了从阳极指向栅极的电场和从阴极指向栅极的电场。其结果是阳极注入沟道的空穴大部分被扫入栅极，也即栅极间N^-区域的空穴被栅极“扫出”。与此同时，N^-区域内的电子“扫入”阴极，从而使P＋栅和N^-层的边界附近和沟道中的电荷耗尽，形成高阻区，器件进入小电流、高电压的正向阻断状态。从阴极通过沟道中部到达阳极的纵向电位分布如图3-142所示。

从图中可以看出，U_沟道＜0，势垒高度U₀随外加反向栅压的增大而增大。当U₀增大到一定程度的时候，就可以减少空穴从阳极注入，也可以阻止电子从阴极注入，从而达到阻断电流的目的。当然阳极电流为负也可以使器件工作在阻断状态，即反向阻断态。但是由于反向阻断的开关速度要明显比正向阻断小，基于器件开关性能考虑，一般都选择正向阻断。因此，文中所有分析都将基于正向阻断进行。

如果从阳极通以大电流，大量电子、空穴进入沟道，并以饱和漂移速度U_S沿沟道运动，表现出的基本特性与SCR基本相同。但是当通过的电流较小时，SITH却表现出SIT类晶体管不饱和特性，反映了SITH受势垒控制的工作机制；而SCR小电流范围内却是两只BJT相互作用，表现为饱和晶体管的特性，两者的作用机理是不尽相同的。(www.xing528.com)

图3-142 SITH外加电动势分布