静电感应晶体管和静电感应晶闸管

静电感应晶体管（SIT）和静电感应晶闸管（SITH）是两种结构与原理有许多相似之处的新型高频大功率电力电子器件，是利用静电感应原理控制工作电流的功率开关器件。SIT和SITH具有功耗低，开关速度高，输入阻抗高，可用栅压控制开关的优点，在感应加热、超声波加工、广播发射等高频大功率装置以及逆变电源、开关电源、放电设备电源等新型电源的应用中具有很强的优势。

1．静电感应晶体管（SIT）

图1a）为SIT的结构原理图，图1b）和图1c）分别为SIT和SITH的符号。

a） b） c）

图1 SIT的结构和符号

静电感应晶体管（SIT）是一种结型场效应晶体管，于1970年已开始研制。SIT的结构如图1a）所示。在一块掺杂浓度很高的N型半导体两侧有P型半导体薄层，分别引出漏极D、源极S和栅极G。当G、S之间电压U_GS=0时，电源U_S可以经很宽的N区（有多数载流子电子可导电）流过电流，N区通道的等效电阻不大，SIT处于通态。如果在G、S两端外加负电压，即U_GS<0，即图中半导体N接正电压，半导体P接负电压，P₁N与P₂N这两个PN结都加了反向电压，则会形成两个耗尽层A₁和A₂（耗尽层中无载流子，不导电），使原来可以导电的N区变窄，等效电阻加大。当G、S之间的反偏电压大到一定的临界值以后，两侧的耗尽层变宽到连在一起时，可使导电的N区消失，则漏极D和源极S之间的等效电阻变为无限大而使SIT转为断态。由于耗尽层是由外加反偏电压形成外静电场而产生的，通过外加电压形成静电场作用控制管子的通、断状态，故称之为静电感应晶体管SIT。SIT在电路中的开关作用类似于一个继电器的常闭触点，G、S两端无外加电压U_GS=0时SIT处于通态（闭合）接通电路，有外加电压U_GS作用后SIT由通态（闭合）转为断态（断开）。

2．静电感应晶闸管（SITH）

静电感应晶闸管（SITH）又称为场控晶闸管FCT（Field Controlled Thyristor），其通—断控制机理与SIT类似。结构上的差别仅在于SITH是在SIT结构基础上增加了一个PN结，而在内部多形成了一个三极管，两个三极管构成一个晶闸管而成为静电感应晶闸管。

栅极不加电压时，SITH与SIT一样也处于通态，外加栅极负电压时由通态转入断态。由于SITH比SIT多了一个具有少子注入功能的PN结，所以SITH属于两种载流子导电的双极型功率器件。实际使用时，为了使器件可靠地导通，常取5～6V的正栅压而不是零栅压以降低器件通态压降。一般关断SIT和SITH需要几十伏的负栅压。