什么是SG?
SG是“Schottky Gate”的简称,是一种金属-半导体场效应晶体管(MESFET)中的栅,常用于高频和微波电路中。
MESFET组成结构
MESFET由两个半导体材料组成,源极(source)和漏极(drain),其中半导体材料中间夹着SG栅。SG栅和半导体材料之间有一层金属材料形成了势垒输出结构。在这种结构中,当输入信号到达源/栅端时,电流开始流过,经过栅,然后在漏/源端收集。电流的大小与栅电压成正比。
SG栅的结构
SG栅一般采用金属-半导体接触,即金属与半导体之间的p-n结。其工作原理是利用介面生成势垒,在其热平衡状态下,施加正向偏置,使势垒变小,使电子隧穿至另一侧,形成一个高效的通流结,这是一种非常有效的电子控制方式。
SG与JFET之间的关系
MESFET与JFET(结型场效应管)非常相似,前者使用金属-半导体接触连接SG栅,而后者使用p-n结连接栅。由于金属-半导体接触的载流子被限制在少数自由能态上,因此SG具有更高的迁移率、更低的噪声系数、更小的输入电容和更高的切变频率。
SG的优点
SG晶体管的一个主要优点是速度快,这使得它们在高频和微波电路中非常有用。因为这种器件在低电平时生成小电容,因此对电路的输入电容贡献很小。
SG的缺点
SG晶体管的缺点是功率输出较低,这使得它们难以用于高功率应用。同时,使用金属材料的方式也会进一步降低晶体管的灵敏度。
应用领域
SG晶体管主要用于高频和微波电路中,例如天线放大器、电视接收器、高速数字逻辑电路、MOS隔离器及高频笔型计算机等。
替代品
由于SG晶体管不能支持高功率,因此,在某些高功率应用中,人们更倾向于选择MOSFET、BJT或IGBT等替代品。但SG晶体管仍然在一些特定的应用领域中具有很高的性价比。
SG的未来应用
随着科技的不断发展和新型材料的不断涌现,SG晶体管的未来应用前景会更加广阔。在高速数字电路、微波通信和射频电子学等领域可能会出现更加智能、高效、高性能的SG晶体管。
总结
为了保证电路在高频运作的情况下具有较小的输入电容、高迁移率和低噪声系数,可以选择采用SG晶体管。SG晶体管虽然在功率输出方面存在一些限制,但其仍具有很高的性价比,同时其未来应用前景也非常广阔。