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1、双极静电感应晶体管（BSIT）目前电子节能灯的最佳用管BSIT是双极静电感应晶体管的英文缩写，是静电感应晶体管（SIT）家族中 的重要成员。SIT是由日本的西泽润一教授发明的一类性能介于双极晶体管和场 效应晶体管之间的新型器件，具有高频，高速，高耐压，大电流，无二次击穿， 负温度系数等许多优点，是电力电子行业中应用的重要器件。BSIT是常关型的 静电感应晶体管，从理论上说，它即有双极晶体管的导通电阻（饱和压降）小， 电流容量大，高耐压的优点又有场效应晶体管高频、高速、无热二次击穿、负温 度系数的优点，是一种具有场控器件优点的新型电流控制型器件。我们知道，晶体管在电子节能灯中作为振荡和功率开关器
2、件，其性能和质量 的好坏对电子节能灯的寿命有着决定性的影响，同时也是该产品成本的重要组成 部分。根据我们的试验和研究，有以下几点看法：1、电子节能灯是一种高温工作的民用产品，有时使用的温度环境十分恶劣，因 此特别需要具有良好高温性能的器件。双极晶体管具有正的温度系数，其电 流放大倍数随着温度的升高而增大，如果不留有较大的余量，很容易造成恶 性循环而产生热击穿。而BSIT和场效应晶体管的放大倍数具有负温度系数， 即在高温段，它们的放大倍数随着温度的升高而变小，有一种自我平衡的能 力，非常合适在高温下工作。我们做过这样的试验，取电子节能灯在常温下 工作时，BSIT壳温比双极晶体管高的产品进行高温对
3、比，在密闭容器中用 60W白炽灯加热，用双极晶体管的灯失效后（晶体管失效），继续给用BSIT 的灯加热直到灯灭，经检查是线路板焊锡熔化，BSIT产品仍然完好，充分 显示了其高温工作稳定可靠的优点。2、电子节能灯是一种节能并在较高频率下工作的民用产品，在该频率段，对器 件而言，器件的损耗基本是交流和直流各占一半，因此既需要快的开关速度 也需要低的导通压降（小的导通电阻）。双极晶体管虽然有低的导通压降， 但难以得到快的开关速度，会产生较大的交流损耗。而对于场效应晶体管， 虽然有快的开关速度，由于导通电阻大，会产生较大的直流损耗。BSIT产 品恰恰同时满足了这两个要求，因此，损耗小，符合节能的要求。
4、3、电子节能灯是一种生产量很大、家庭广泛使用的民用产品。因此需要产品本 身价廉物美，所以其使用的器件也必须物美价廉，便于加工。我们知道， MOS晶体管是高输入阻抗器件，不能用于电流放大，而且安装需要很好的 防静电措施，同时价格也比较贵；双极晶体管虽然价格便宜，但可靠性特别 是高温可靠性比较差，使用时往往需要留有较大的余量，价格自然也要上去； 而BSIT产品因为性能原因，使其能够在同样情况下，承受更大的功率，所 以相对性能价格比要比前两类产品高，产品质量的可靠性也好，同时它是电 流控制型器件，可以在现在大量应用的电子节能灯线路中进行简单调整后直 接使用，因此操作也方便。鉴于上述原因，我们认为：B
5、SIT产品是目前电子节能灯的最佳用管。本公司科研人员很早就开始研制BSIT器件，深入研究了此类器件的机理和 特点，根据电子节能灯对器件的要求，将其一些相关特点进行合理组合，按需 选择，采用了特殊的结构设计，保持了负温度系数的重要特点；选择了适当的 开关速度，适当的特征频率，一定的二次击穿耐量，改善了大电流性能，提高 了击穿特性；我们采用了平面分压环终端设计，使常温和高温漏电流大幅度下 降。几年来，我们逐步完善了对生产线设备的选择和配备。使BSIT的系列产 品能够在我公司的生产线上进行高质量、高成品率的大生产。生产过程中，我 们采用了先进的离子注入工艺，精密控制器件的工艺参数，保证了产品电参数
6、的一致性和均匀性；采用优良的钝化技术，保证了产品电参数的稳定性；引进 的背面蒸发工艺，保证了产品抗热疲劳的能力等等；我公司严格、完善的质量 保证体系，更是充分保证了产品的可靠性。SIT和BSIT的基本工作原理介绍SIT从器件结构上来说，非常接近JFET（结型场效应晶体管），但它们最根 本的差别是SIT的沟道要比JFET短的多，而且沟道中存在多子势垒，是在理想 情况下达到短基极化、短沟道化极限的器件。沟道多子势垒形成的基本条件是: 只依靠栅源PN结的自建电场就能把沟道充分夹断。图1和图2是SIT的基本工 作原理图。（a）（b）是n型SIT，在VD=0时，两个P+栅区相距非常近，以致栅 PN结势垒
7、区能够充分交叠，形成多子势垒。（c）和（d）是VD0时PN结势 垒区和电子势能的分布。图1、静电感应晶体管中沿沟道中心线电子势垒的形成与分布:图2、静电感应晶体管沟道中电子势能的二维分布示意图实际上SIT沟道中电子势能的分布是二维的，图2 （a）和（b）分别是二维 变化示意图和垂直于沟道长度方向的断面上电子势能的分布图。SIT沟道中电子 势垒的高度，既受栅源电压控制，也受漏源电压控制，并且与栅区间距密切相关。 图3是漏源电压对势垒影响的示意图（数值分析结果）。其中（a）是表面栅器件， （b）是隐埋栅器件。图3、不同漏源电压下沟道中心线电子势能分布图xe蜜泰常下面简单分析一下SIT的伏安特性。1
8、、当VG=0时，在VD也较小的情况下，较高的沟道势垒阻挡电子不能通过， 因此ID=0；随着VD增加，势垒高度Vh降低，能通过势垒的电子数增加，当 VD增加到一定的数值时，Vh降到充分低的程度，使越过势垒流向漏极的电 子数多到不可忽视的程度，于是漏电流就开始出现，并将随着VD的进一步 增加而上升。2、当VGV0时，则Vh将随栅源电压的增大而升高。这时，为了把Vh降到足 以有显著数量电子通过的程度，就必须加更高的漏源电压。当VG足够负时， 此时的器件应该是处于阻断状态。3、当VG0时，如果零栅偏压时沟道已经很好地夹断，这时，随着VG的增大， 沟道中多子势垒逐渐减弱，势垒高度Vh降低，在漏源电场的作
9、用下，通过 势垒的电子数增加，当VG增加到一定的数值（一般是0.5V）时，Vh降到充分低的程度，使越过势垒流向漏极的电子数迅速增加，于是漏电流就开始出现，并将随着VG的进一步增加而上升。由于PN结的正向阻抗很低，将有很大的 注入电流（少数载流子电流），这时的SIT也将有很好的电流放大作用。这种 用作为电流放大的工作模式和双极晶体管是一样的，因此称为双极静电感应晶 体管，即BSIT。由于存在少数载流子电流，其电导率调制效应使BSIT具有导 通电压极低的特征，同时，在关断时，有一个取决于少数载流子积累的存储时 间。从以上介绍可以看到，尽管BSIT的工作模式和双极晶体管一样，但BSIT 沟道导电的工
10、作机理却是与双极晶体管完全不同，和场控器件十分相似。在日常 使用中，双极晶体管具有应用中比较方便的“常闭”特性（即驱动信号IB为零 时输出电流IC等于零），但它具有正的温度系数而容易产生热二次击穿；结型场 效应晶体管具有负的温度系数，但它具有“常开”特性，使用不方便；MOS晶 体管既具有“常闭”特性，又具有负的温度系数，但它是高输入阻抗器件，不能 用于电流放大；唯有双极静电感应晶体管，同时具有“常闭”特性、负的温度系 数（大电流时）、低输入阻抗这三大特点，用它制造电流控制功率开关管非常合 适。BSIT应用简介双极静电感应晶体管（BSIT）,由于其hFS具有负温度特性，特别适合在高 温环境工作的
11、电子整流器中作为功率开关管。在线路中适当调整部分元器件的参 数值，就可以替代双极型晶体管用于相应功率的电子整流器中。用BSIT直接替代双极型三极管时部分电路会出现灯管难点亮或点不亮；点 亮后功率比原灯低，三极管温升偏高，甚至出现崩管现象。这是由于BSIT需要 更大的基极驱动电流引起的。换上BSIT进行初步调试时，用调压器逐渐加压（至220V或更高），观察启 动情况，视具体线路情况可通过：1、适当减小基极和发射极电阻；2、将脉冲变 压器初级线圈减少12圈；3、将次级线圈增加13圈；4、若通过加次级减初 级线圈的方法仍不能解决启动问题（如三极管温升偏高），可适当减小谐振电容 的容值。经过初调220
12、V启辉、温升等主要参数达到要求后，再结合高、低压启辉情 况，高、低压工作时三极管温升、功率、频率等技术指标进行综合调试。若嫌功 率小，可通过减少扼流圈的线圈匝数或加厚垫片的方法来提高功率。进行综合调 试时应掌握以下内在规律：A）对典型的触发型电压馈电半桥式逆变器电路进行调试时：1、减小基极电阻、发射极电阻、谐振电容值，增加泄放电容值、加次极线 圈、减初极线圈时，可提高功率，工作频率下降，启辉性能好，但开关管温度高（指输入180220V电压正常工作下的温升）。2、增大基极电阻、发射极电阻、谐振电容值，减小泄放电容值、减次极线 圈、加初极线圈时，启辉性能差（低压难启辉），但开关管温度低（指输入18
13、0220V 电压正常工作下的温升）。B）对变异的电压馈电半桥式逆变器电路（如双电解延时启动电路）进行调 试时，除加次极线圈、减初极线圈时启辉与上面的相反外，其它则都相同。EN4020宜应用于2040W紧凑型节能灯（实验室功率45W）和40W及以下的 支架灯电子镇流器，EN1020宜应用于1520W紧凑型节能灯（实验室功率23W）。 EN4070宜应用于6585W紧凑型节能灯（实验室功率95W）和90W及以下的支架 灯电子镇流器典型实用线路举例一:224/25 0V3n3/1.2KV4n7/1.2KV22u F/4 00V一款 4U/45W 节能灯，输出功率44W。Q1、Q2 由 3DD1300
14、5 改用 EN4020, R5、 R6由1。改为0.5。，C9由3n3改为2n2, C10由4n7改为3n3,输出功率40W。典型实用线路举例二:D422u F/2 5 0VIN400729-Jan-2003D:P rogram FilesDesig3L1b D102T IN4007Explorer 99 $文件夹节能棒路一款4U/40W 节能灯，输出功率36W。Q1、Q2由3DD13005改用EN4020时， R3、R4由10。改为4.7。，R5、R6由1。改为0.5。，输出功率35W。D431 0-Jan -20031一款3U/18W 节能灯，输出功率17.5W。Q1、Q2由3DD13003改用EN1020时，B典型实用线路举例三:R3、R4 由 20Q 改为 10Q , R5、R6 由 1Q 改为 0Q , C5、C6 改用一只 472/630V, L1a改为9T,输出功率17W。
