CN104283535A - 包括临界电流供给器件的金属绝缘体转变晶体管系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种金属-绝缘体转变(MIT)晶体管系统，其包括MIT临界电流供给器件，用于允许在MIT晶体管的控制端与输出端之间发生MIT，以简单方便地驱动MIT晶体管。根据本发明的电流供给器提供用于允许在MIT晶体管的控制端与输出端之间发生MIT现象的临界电流。

Description

包括临界电流供给器件的金属绝缘体转变晶体管系统
交叉引用的相关申请
本专利申请要求2013年7月5日提交的韩国专利申请10-2013-0078913，和2013年12月16日提交的韩国专利申请10-2013-0156332的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
这里所公开的本发明涉及一种晶体管系统，更具体地，涉及金属-绝缘体转变(MIT)晶体管的驱动。
背景技术
典型地，代表性电子器件之一是具有三个端子的晶体管。这个晶体管以半导体特性为基础工作。
半导体功率器件被要求有良好的允许大电流流过的特性。但是，尽管没有大电流流过也可能会产生很大热量。当一个晶体管的尺寸变小至纳米尺寸水平时，短沟道效应出现，并且使得它很难作为晶体管工作。因此，已经越来越多地需求超过这个电子器件的局限性的器件，并且许多研究者集中其所有努力研究超过所述局限性的器件。
克服所述局限性的原则之一是MIT原则。MIT晶体管不使用场效应但使用空穴驱动MIT现象，这被公开在韩国专利申请公开No.2012-0073002和文章“Applied Physics Letters 103，1735-1(2013)；http//scitation.aip.org/content/aip/journal/apl/103/17/10.1063/1.4826223”中。但是，必须提供临界电流以允许该MIT现象发生。
因此，简单地供给临界电流的技术是必要的。
发明内容
本发明提供一种电流供给器，其提供允许在MIT晶体管中发生MIT现象所需的临界电流，以简单方便地驱动MIT晶体管。
本发明还提供了一种MIT晶体管系统，其能够平稳地驱动MIT晶体管。
本发明实施例提供金属-绝缘体转变(MIT)晶体管系统，包括：MIT晶体管；和电流供给器，其提供用于允许在该MIT晶体管的控制端和输出端之间发生MIT现象的临界电流。
在一些实施例中，电流供给器可以包括晶体管，其接收脉冲输入信号，并产生临界电流。
在其他实施例中，晶体管可以包括NPN双极型晶体管，其具有接收脉冲输入信号的基极、连接到该MIT晶体管的输入端的集电极、以及连接到该MIT晶体管的控制端的发射极。
仍在其它实施例中，晶体管可以包括PNP双极型晶体管，其具有接收脉中输入信号的基极、连接到该MIT晶体管的输入端的发射极、以及连接到该MIT晶体管的控制端的集电极。
还在其他实施例中，晶体管可以包括PNP双极型晶体管，其具有接收脉冲输入信号的基极、连接到该MIT晶体管的控制端的发射极、以及接地的集电极。
又在其它实施例中，晶体管可以包括NPN双极型晶体管，其具有接收脉冲输入信号的基极、连接到该MIT晶体管的控制端的集电极、以及接地的发射极。
在进一步的实施例中，晶体管可以包括N型场效应晶体管，其具有接收脉冲输入信号的栅极、连接到该MIT晶体管的输入端的漏极、以及连接到该MIT晶体管的控制端的源极。
仍在进一步的实施例中，晶体管可以包括N型场效应晶体管，其具有接收脉冲输入信号的栅极、连接到该MIT晶体管的控制端的漏极、以及接地的源极。
还在进一步的实施例中，晶体管可以包括P型场效应晶体管，其具有接收脉冲输入信号的栅极、连接到该MIT晶体管的输入端的源极、以及连接到该MIT晶体管的控制端的漏极。
又在进一步的实施例中，晶体管可以包括P型场效应晶体管，其具有接收脉冲输入信号的栅极、连接到该MIT晶体管的控制端的源极、以及接地的漏极。
在更进一步的实施例中，电流供给器可以将在变压器的次级线圈上感应的功率供给到MIT晶体管的控制端。
仍在更进一步的实施例中，该MIT晶体管可包括正向有源模式双极型晶体管作为电流器件，该正向有源模式双极型晶体管在施加临界电流时、操作在为MIT现象的负差分电阻(NDR)模式下。
还在更进一步实施例中，该MIT晶体管可包括反向活动模式双极型晶体管作为电流器件，该反向活动模式双极型晶体管在施加临界电流时、操作在为MIT现象的NDR模式下。
又在更进一步的实施例中，该MIT晶体管可以工作在NDR模式下。
仍又在更进一步的实施例中，电流供给器和MIT晶体管可以用单片的方法制造在单个的同一衬底上，或电流供给器和MIT晶体管被制造在相同封装中。
在本发明的其他实施例中，MIT晶体管系统包括：MIT晶体管，其具有输入端、输出端和控制端，并且其中允许MIT发生；以及电流供给器，连接在MIT晶体管的输入端和控制端之间，并且当输入端和输出端连接在电源电压和地电压之间时，接收输入信号，并允许在控制端和输出端之间发生MIT现象。
仍在本发明其他实施例中，MIT晶体管系统的操作方法包括：将输入和输出负载连接到具有输入端、输出端和控制端的MIT晶体管，以及其中允许MIT发生；接收输入信号；并通过使用输入信号产生用于允许在控制端和输出端之间发生MIT现象的临界电流。
在一些实施例中，临界电流可以是该输入信号以脉冲的形式被放大。
还在本发明的其他实施例中，MIT晶体管系统包括：第一MIT晶体管，具有输入端、输出端和控制端，并且允许MIT发生；第二MIT晶体管，具有输入端、输出端和控制端，并且允许MIT发生；变压器，连接在所述第一和第二MIT晶体管之间；脉冲发生器，产生脉冲型的信号；以及放大器，用于放大所述信号并将该放大信号施加至所述第一MIT晶体管的控制端。
在一些实施例中，变压器可连接在第一MIT晶体管的输入端和第二MIT晶体管的控制端之间，或者连接在所述第一MIT晶体管的输出端和第二MIT的控制端之间。
附图说明
包括附图以提供本发明的进一步理解，并且附图被并入并构成说明书的一部分。附图示出了本发明示例性的实施例，并与说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1示出的MIT晶体管符号和端子的定义；
图2是根据本发明的实施例的MIT晶体管系统的电路图；
图3根据本发明的另一个实施例的MIT晶体管系统的电路图；
图4是根据图2的双端效果的特性波形图；
图5是根据图2的三端效果的特征波形图；
图6是根据图3的特征波形图；
图7是根据本发明的另一个实施例的MIT晶体管系统的电路图；
图8是根据图7的特征波形图；
图9是根据图3的第一改进实施例的MIT晶体管系统的电路图；
图10是根据图9的特征波形图；
图11是根据图3的第二改进实施例的MIT晶体管系统的电路图；
图12是根据图11的特征波形图；
图13是根据本发明另一实施例的MIT晶体管系统的电路图；
图14是出现在图13的第一和第二示波器上的特征波形；
图15是出现在图13的第三和第四示波器上的特征波形；
图16是当MITR1和2在图13的正向模式工作时、第一和第二示波器中出现的特征波形图；
图17是当MITR1和2在图13的正向模式工作时、第三和第四示波器中出现的特征波形图；
图18是根据图13的改进实施例的MIT晶体管系统的电路图。
具体实施方式
在下文中参照附图更详细的地说明本发明的优选实施例。但是，本发明可以体现为不同的形式，并且不应被理解为限于这里所阐述的实施例。相反，提供实施例使得本公开将是彻底和完整的，并全面地将本发明的范围传达给本领域技术人员。
在本发明中，如果某器件或线路被描述为连接到目标器件块，它们不仅直接连接到目标器件块，而且还通过任何其他器件的器件连接到目标器件块。
另外，每个附图中提供的相同或相似的标号表示相同或相似的组件。在一些附图中，器件和线路之间的连接关系也仅仅是为显示技术思想的有效说明，因此，可以进一步提供其他器件或电路块。
本文所阐述的示例性实施例可包括其互补的实施例，并且可以注意到，金属-绝缘体转变(MIT)晶体管的一般操作可以被省略，以免混淆发明构思的实质点。
在下文中，将结合附图描述本发明的示例性实施例。
图1示出了MIT晶体管的符号和端子的定义。
图1示出了MIT晶体管10。这种三端器件被称为t-开关或MIT晶体管。MIT晶体管也被缩写为MITR。
图1的MIT晶体管10与半导体晶体管不同，该MIT晶体管10包括入口I、出口O以及控制C三个端子。这里，入口用作输入端，出口用作输出端，并且控制用作控制端。
当电流流过MIT晶体管10的端子C时，在控制端(端子C)和输出端之间发生MIT现象，然后由于MIT现象大电流从输入端(端子I)流至输出端(端子O)。
被导通时出现不连续的跳跃现象的MIT晶体管10是通过使用绝缘体(或半导体)-金属转变(MIT)现象在绝缘体和金属之间切换的器件。
当MIT现象在MIT晶体管10的控制端和输出端之间发生时，掺杂到控制层空穴的浓度大约需要为nc＝(0.25/ao)3。这里，ao表示氢原子的玻尔(Bohr)半径。典型地，nc≈1×1018cm-3。包括约nc个空穴的电流应该流过。该电流被称为临界电流ICritical current，其为流经半导体的最大电流。因此，有必要提供临界电流来驱动MIT晶体管10。
在本发明的实施例中，如图2、3、7、9、11和13中所示实现用于提供临界电流的电流供给器。图2中，NPN双极型晶体管被实现为电流供给器，并在图3，N型场效应晶体管被实现为电流供给器。
图2是根据本发明的实施例的MIT晶体管系统的电路图。
参考图2，MIT晶体管系统包括MIT晶体管10和电流供给器20，其为在MIT晶体管10的控制端和输出端之间发生的MIT现象提供临界电流。
这里，电流供给器20被实现为用于接收脉冲输入并产生临界电流的双极型晶体管。
也就是说，双极型晶体管用基极B接收脉冲输入。集电极C连接到该MIT晶体管10的输入端I并且发射极E连接到MIT晶体管10的控制端C。
该MIT晶体管10的输入端I通过连接在节点n1和n2之间的第一负载被连接到电源电压Vcc，并且该MIT晶体管10的输出端O通过连接在节点n3和n4之间的第二负载被连接到接地电压Vss。
在图2中，虽然双极型NPN晶体管被用作用于使该MIT晶体管10的控制端C和输出端O之间产生MIT的临界电流供给器件，也可以使用场效应晶体管，如图3所示。
电流供给器20也可以通过使用运算放大器实现。
最后，该MIT晶体管10可以由用于供给临界电流的器件或任意器件来驱动。
在本发明的一个实施例中，系统包括两个或多个器件。例如，图2或图3的系统包括两个或更多器件(临界电流供给器件和MIT晶体管)，因此它被称为一个系统。
此外，作为电流供给晶体管的双极型晶体管或场效应晶体管可以在一个具有MIT晶体管的基片上制造成单片集成电路。此外，示于图2的两个晶体管可以被制造成一个包装封装。
另外，电流供给晶体管和MIT晶体管可被包括在集成电路中，如现有的微处理器、存储器、或功率器件，例如绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。
图3是根据本发明另一实施例的MIT晶体管系统的电路图。
在图3中，电流供给器被实现为金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)，其与图2不同。也就是说，场效应晶体管22被用作用于提供临界电流至MIT晶体管10的控制端C的器件，以便在MIT晶体管10的控制端C和输出端O之间发生MIT现象。
图4是根据图2的双端效果的特征波形图。
图4的测量条件为Vcontrol＝2V，Vinlet＝0V，负载1＝0，和负载2＝1W。在该图中，横轴表示时间，并且纵轴表示从系统输出的电压。
图5是根据图2的三端效果的特征波形图。
类似地，在图中，横轴表示时间和纵轴表示从系统输出的电压。
当图2的NPN晶体管20被用作电流供给器以供给临界电流时，500kHz的输入脉冲被提供给NPN晶体管20的基极。测量条件除入口电压Vinlet＝7V外其它与图4相同。
由于图5的测量结果波形示出了三端MIT晶体管的特性，因此可知该NPN晶体管20充分发挥作为电流供给器的作用。
再次参考图2做详细说明，为了使MIT晶体管的控制端与输出端之间发生MIT现象，莫特标准nc＝1×1018cm-3的空穴的临界电流需要从控制端流到输出端。为了实现此，用于临界电流供给的NPN晶体管20(2N3904)如图2所示连接，并且小电流的脉冲信号被施加到的电流供给晶体管20的基极端。然后，由于电流供给晶体管20的放大，比施加的电流更大的电流从集电极C流至发射极E，并被提供给MIT晶体管10的控制端。因此，在MIT晶体管10的控制端和输出端之间发生MIT，并允许大电流从输入端流入输出端。这里，该MIT晶体管10是通过以反向活动模式连接晶体管(如2N3904)来实现的。如2N3904的晶体管被实现为MIT晶体管的原因是因为根据反向活动模式连接的2N3904的操作与MIT晶体管10的操作相同的。
图2中采用的晶体管是2个2N3904晶体管。其中之一被连接在正向活动模式下用于临界电流供给，并且另一个被连接在反向活动模式下用作MIT晶体管。
在图2的系统中，首先，为了观察在MIT晶体管10中的MIT现象，在以下条件下执行测量：500KHz、Vcontrol＝2V、VInlet＝0V、负载1＝0、负载2＝1W。这里，由于在输入端的电压为0，系统实际操作为双端MIT器件。图4示出这一点。图4中波形的顶部是在控制端测得的信号。在这种情况下，单个峰值的幅度约为1.5V。波形的底部是在输出端测得的信号。在这种情况下，信号峰值的幅度是0.3V。在输出端测得的信号对应于电流，因为第二负载的电阻为1欧姆。
MIT现象发生在控制信号急剧上升的峰值部分，然后电压瞬间下降，这是由于发生负差分电阻(NDR)现象，即电流恰在发生MIT和电阻减小之后被限制。峰值和NDR现象是表明发生MIT的证据。当峰值出现时，底部信号也在图4示出小峰。这时的电流是约0.3A的MIT电流。
根据上述的条件，当施加入口电压Vinlet＝7V时，图2的系统用作正常的三端器件。即，它作为正常MIT晶体管工作。在图5中的顶部信号增加至2V和较下部的信号增大到1V。1V信号的底部对应于1A的电流，由于负载2的电阻是1欧姆。因此，可利用控制端的脉冲信号来控制较大的电流。因此，如图5中所示，图2的实验示出临界电流供给器件运行良好，并且MIT晶体管正常工作。
图6是根据图3的特征波形图。
在该图中，横轴表示时间，纵轴表示从图3的系统输出的电压。
在如下的情况下获得图6的测量结果，场效应晶体管22(如IRF640)被用作电流供给器来提供临界电流，并且晶体管(如2N3904)被用作MIT晶体管10。
图6的测量条件是100kHz和2V的脉冲信号被施加到IFR640的栅极、并且Vinlet＝7V。该测量结果表明，该供给晶体管22正常工作并且MIT晶体管10正常工作。当在场效应晶体管用作电流供给晶体管时，电流消耗小于双极型晶体管的电流消耗。即使在图3中，MIT晶体管10通过在反向活动模式下连接2N3904晶体管来实现。
图7是根据本发明另一实施例的MIT晶体管系统的电路图。
在图7中，MIT晶体管10是通过以反向活动模式连接PNP 2N3906晶体管来实现，并且电流供给器23以正向活动模式连接PNP 2N3906晶体管来实现。
也就是说，2N3906，这是一个临界电流供给晶体管，其在正向活动模式下连接作为一般的晶体管。在这种情况下，临界电流供给晶体管23的发射极被连接到MIT晶体管10的控制端。图7中，参考符号2表示函数发生器，其产生100kHz的输入脉冲；参考符号4表示示波器或监视器，其测量施加到MIT晶体管10的控制端的信号。
图8是根据图7的特征波形图。
图8示出了根据图7的系统实现所测量的实验数据。在该图中，横轴表示时间，纵轴表示从该系统输出的电压。
来自函数发生器的输入信号是100kHz、3V的信号，以及1.5V和最后6V的偏移量。在输入端的输入电源电压为4V。左轴的Vcontrol-input(V)是在MIT晶体管10的控制端测量的信号。信号中的峰值意味着NDR现象。MIT发生时该NDR发生，其是MIT的证据。右轴表示在输出端测得的信号。在这种情况下，电流大约是0.3A。
如图8确认，可以看出，图7的系统作为产生MIT现象的电路工作。
图9是根据图3的第一改进实施例的MIT晶体管系统的电路图。
参考图9，以反向活动模式连接的PNP 2N3906晶体管被用作MIT晶体管10。作为用于临界电流供给的电流供给器，使用两个N型场效应晶体管。图9的系统结构类似于图3的，除了使用PNP 2N3906作为MIT晶体管10外。
图10是根据图9的特征波形图。
该图中，横轴表示时间，并且纵轴表示从该系统输出的电压。
在图10中，左侧轴显示NDR信号的峰值作为控制端的输入电压。右轴是在输出端测得的输出信号，还示出了NDR信号的峰值。1V的峰值表示用于1欧姆电阻的对应于1A的电流。
图11是根据图3的第二改进实施例的MIT晶体管系统的电路图。
图11具有与图3相似的系统配置，不同之处在于临界电流供给晶体管26被形成为P型场效应晶体管作为电流供给器。
图12是根据图11的特征波形图；
该图中，横轴表示时间，且纵轴表示从该系统输出的电压。即使当使用P型场效应晶体管时，NDR峰也可以在图12类似的其他数据中看出。在这种情况下，由于从输出端的输出得到约0.8V，因此对于1欧姆的电阻流过0.8A的电流。
图13是根据本发明另一实施例的MIT晶体管系统的电路图。
图13示出了采用开关电源作为电流供给器的系统。开关电源包括MIT晶体管(MITR1)10和开关变压器6。
MIT晶体管(MITR1)10作为开关晶体管。
在变压器6的二次线圈中产生的交流电流被施加到MIT晶体管11的控制端。
MIT晶体管(MITR1)10的开关速度是100kHz。使用高频率操作的变压器6，其容量为在10V和100kHz下流过1A。首先，MIT晶体管(MITR1)10的开关操作是通过如下操作实现的在函数发生器1中产生100kHz方波、并且将由放大器2放大后的临界电流供给到控制端。在这种情况下，波形由示波器1和2测量。测量结果示于图14。在示波器1中测量的峰是表明MIT现象(NDR)发生的实验证据。该NDR是MIT的一个现象，是负差分电阻的缩写。放大器2可以实现为具有非反相运算放大器，并且具有约100倍的放大因子。
感应到变压器6的二次线圈中的电流对应于用于该MIT晶体管的临界电流的幅度。该感应电流被输入到MITR211的控制端。根据MITR211工作的实验结果由图15所示的示波器3和4测得。
如示波器3和4所示，峰(NDR现象)是指MIT的发生(参见图15)。流过MITR211输出端的电流约为300mA。在这种情况下，电阻器R1的电阻值是1欧姆，并在示波器4上的数据是出现在输出端和电阻器R1的连接点上的数据。如通过图14和15所知，MIT临界电流可以从图13中的电源提供。
图14是出现在图13的示波器1和2的特征波形图。放大器2的输出出现在示波器1(图14中的顶部波形)，并且在变压器6和MIT晶体管(MITR1)10的输入端之间的信号出现在示波器2(图14的底部)。如示波器1所示，当电流供给器在100kHz工作时，MIT晶体管10的输入端上所示的峰示出了在MITR1 10中发生了MIT现象。
此外，图15是一个特征波形图，其出现在图13中的示波器3和4中。如图15的顶部波形所示，在变压器6的次级绕组感应的电流通过示波器3示出。感应电流是临界电流并且施加到MIT晶体管11的控制端，以允许在MIT晶体管11中发生MIT现象。如图15的底部波形所示，在MIT晶体管11的输出端得到的电流通过示波器4观察到。通过图15测量的波形的峰值示出了代表在MIT晶体管11中发生MIT现象的证据。
在图14和图15的图中，横轴表示时间，纵轴表示从系统输出的电压。
图16是当MITR1和MITR2以图13的正向活动模式操作时、出现在示波器1和2上的特征波形图，并通过此，观测到NDR峰。
图17是当MITR1和MITR2在图13的正向活动模式工作时、在示波器3和4出现的特征波形图，并通过此，NDR峰被观测到。图16和17的结果示出了MIT晶体管在双极型晶体管的正向活动模式下也工作的证据。
类似地，在图16和17中，横轴表示时间，纵轴表示从该系统输出的电压。
图18是图13的一个改进实施例，并示出了其中MITR1 10的输出端O被连接到变压器6的初级线圈的结构。这可能比图13的情况更为有效，因为使用了在图13流入MITR1 10的控制端C的电流。
如上所述，根据本发明的实施例，由于能够提供必要的临界电流以允许在MIT晶体管中发生MIT现象的电流供给器被简单有效地提供，因此该MIT晶体管的平稳运行是可能的。
在说明书中，电流供给器被描述为晶体管、或者组合晶体管和变压器的类型，但电流供给器的详细实现可以在不脱离本发明技术构思的情况下通过修改或调整图中的电路配置而不同。
上述公开的主题应被认为是说明性的，而不是限制性的，并且所附权利要求意在覆盖所有这样的修改、增强和其他实施例，其落入本发明的实质精神和范围内。因此，在法律允许的最大程度上，本发明的范围是由下面权利要求及其等同物的最宽可允许解释来确定，并且不会被前面的详细描述约束或限制。

Claims (20)

1.一种金属-绝缘体转变(MIT)晶体管系统，包括：
MIT晶体管；和
电流供给器，其被配置为提供用于允许在MIT晶体管的控制端与输出端之间发生MIT现象的临界电流。
2.如权利要求1所述的MIT晶体管系统，其中，所述电流供给器包括用于接收脉冲输入信号以产生临界电流的晶体管。
3.如权利要求2所述的MIT晶体管系统，其中，所述晶体管包括NPN双极型晶体管，该NPN双极型晶体管具有接收脉冲输入信号的基极、与所述MIT晶体管的输入端连接的集电极、以及连接到所述MIT晶体管的控制端的发射极。
4.如权利要求2所述的MIT晶体管系统，其中，所述晶体管包括PNP双极型晶体管，该PNP双极型晶体管具有接收脉冲输入信号的基极、与所述MIT晶体管的输入端连接的发射极，以及与该MIT晶体管的控制端连接的集电极。
5.如权利要求2所述的MIT晶体管系统，其中，所述晶体管包括PNP双极型晶体管，该PNP双极型晶体管具有接收脉冲输入信号的基极、连接到所述MIT晶体管的控制端的发射极、以及接地的集电极。
6.如权利要求2所述的MIT晶体管系统，其中，所述晶体管包括NPN双极型晶体管，该NPN双极型晶体管具有接收脉冲输入信号的基极、连接到该MIT晶体管的控制端的集电极、以及接地的发射极。
7.如权利要求2所述的MIT晶体管系统，其中，所述晶体管包括N型场效应晶体管，该N型场效应晶体管具有接收脉冲输入信号的栅极、连接到所述MIT晶体管的输入端的漏极、以及连接到所述MIT晶体管的控制端的源极。
8.如权利要求2所述的MIT晶体管系统，其中，所述晶体管包括N型场效应晶体管，该N型场效应晶体管具有接收脉冲输入信号的栅极、连接到所述MIT晶体管的控制端的漏极、以及接地的源极。
9.如权利要求2所述的MIT晶体管系统，其中，所述晶体管包括P型场效应晶体管，该P型场效应晶体管具有接收脉冲输入信号的栅极、连接到所述MIT晶体管的输入端的源极、以及连接到所述MIT晶体管的控制端的漏极。
10.如权利要求2所述的MIT晶体管系统，其中，所述晶体管包括P型场效应晶体管，该P型场效应晶体管具有接收脉冲输入信号的栅极、连接到所述MIT晶体管的控制端的源极、以及接地的漏极。
11.如权利要求1所述的MIT晶体管系统，其中，所述电流供给器将在变压器的次级线圈上感应的功率供给到MIT晶体管的控制端。
12.如权利要求1所述的MIT晶体管系统，其中，所述MIT晶体管包括作为电流器件的正向活动模式双极型晶体管，该正向活动模式双极型晶体管在施加临界电流时、以作为MIT现象的负差分电阻(NDR)模式操作。
13.如权利要求1所述的MIT晶体管系统，其中，所述MIT晶体管包括为作为电流器件的反向活动模式双极型晶体管，该反向活动模式双极型晶体管在施加临界电流时、以作为MIT现象的NDR模式操作。
14.如权利要求1所述的MIT晶体管系统，其中，所述MIT晶体管操作在NDR模式。
15.如权利要求1所述的MIT晶体管系统，其中，所述电流供给器和MIT晶体管通过单片方法制造在单个的同一衬底上，或者所述电流供给器和MIT晶体管被制造在相同封装中。
16.一种MIT晶体管系统，包括：
MIT晶体管，具有输入端、输出端和控制端，并且允许其中发生MIT；和
电流供给器，连接在MIT晶体管的输入端和控制端之间，并且当输入端和输出端连接在电源电压和接地电压之间时，接收输入信号，并允许在控制端和输出端之间发生MIT现象。
17.一种MIT晶体管系统的操作方法，包括：
将MIT晶体管连接至输入和输出的负载，该MIT晶体管具有输入端、输出端和控制端，并且允许其中发生MIT；
接收输入信号；和
通过使用输入信号产生用于允许在控制端和输出端之间发生MIT现象的临界电流。
18.如权利要求17所述的操作方法，其中，所述临界电流是该输入信号以脉冲的形式被放大。
19.一种MIT晶体管系统，包括：
第一MIT晶体管，具有输入端、输出端和控制端，并且允许发生MIT；
第二MIT晶体管，具有输入端、输出端和控制端，并且允许发生MIT；
变压器，连接在所述第一MIT晶体管和所述第二MIT晶体管之间；
脉冲发生器，产生脉冲类型的信号；以及
放大器，用于放大所述信号并将所放大的信号施加至所述第一MIT晶体管的控制端。
20.如权利要求19所述的MIT晶体管系统，其中，所述变压器连接在第一MIT晶体管的输入端和第二MIT晶体管的控制端之间，或者连接在所述第一MIT晶体管的输出端和所述第二MIT的控制端之间。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11908931B2 (en) 2020-10-12 2024-02-20 Electronics And Telecommunications Research Institute Monolithic metal-insulator transition device and method for manufacturing the same

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01254019A (ja) * 1988-04-01 1989-10-11 Nec Corp スイッチング回路
US5130620A (en) * 1991-01-29 1992-07-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brushless DC motor without a position sensor
CN101512351A (zh) * 2006-08-07 2009-08-19 韩国电子通信研究院 连续测量金属-绝缘体转变元件的突变的金属绝缘体转变的电路以及利用此电路的金属-绝缘体转变传感器
CN101689605A (zh) * 2007-05-07 2010-03-31 韩国电子通信研究院 三端金属-绝缘体转变开关、包括该转变开关的开关系统和控制该转变开关的金属-绝缘体转变的方法
CN101910964A (zh) * 2007-11-12 2010-12-08 韩国电子通信研究院 用于使用金属绝缘体转变装置来控制晶体管的辐射热的方法和电路
US20120099362A1 (en) * 2010-10-25 2012-04-26 Gilberto Medeiros Ribeiro Memory array with metal-insulator transition switching devices
US20120138885A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-07 Wei Wu Electrical circuit component
WO2012096534A2 (ko) * 2011-01-13 2012-07-19 한국전자통신연구원 고효율 정전류 회로

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58526U (ja) 1981-06-26 1983-01-05 スタンレー電気株式会社 スイツチング用トランジスタ回路装置
KR20120073002A (ko) 2010-12-24 2012-07-04 한국남부발전 주식회사 보일러 튜브 온도 감시장치
KR101746462B1 (ko) 2011-01-13 2017-06-15 한국전자통신연구원 고효율 정전류 회로
KR101834904B1 (ko) 2011-10-31 2018-03-08 한국전자통신연구원 금속-절연체 전이 3 단자 소자와 그를 구비한 전기 전자 시스템 및 그에 따른 정전기 잡음 신호 제거 방법
KR101901588B1 (ko) 2012-01-02 2018-09-28 삼성전자주식회사 물체 인식 방법과, 물체 인식을 위한 기술자 생성 방법, 물체 인식을 위한 기술자 생성 장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01254019A (ja) * 1988-04-01 1989-10-11 Nec Corp スイッチング回路
US5130620A (en) * 1991-01-29 1992-07-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Brushless DC motor without a position sensor
CN101512351A (zh) * 2006-08-07 2009-08-19 韩国电子通信研究院 连续测量金属-绝缘体转变元件的突变的金属绝缘体转变的电路以及利用此电路的金属-绝缘体转变传感器
CN101689605A (zh) * 2007-05-07 2010-03-31 韩国电子通信研究院 三端金属-绝缘体转变开关、包括该转变开关的开关系统和控制该转变开关的金属-绝缘体转变的方法
CN101910964A (zh) * 2007-11-12 2010-12-08 韩国电子通信研究院 用于使用金属绝缘体转变装置来控制晶体管的辐射热的方法和电路
US20120099362A1 (en) * 2010-10-25 2012-04-26 Gilberto Medeiros Ribeiro Memory array with metal-insulator transition switching devices
US20120138885A1 (en) * 2010-12-06 2012-06-07 Wei Wu Electrical circuit component
WO2012096534A2 (ko) * 2011-01-13 2012-07-19 한국전자통신연구원 고효율 정전류 회로

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11908931B2 (en) 2020-10-12 2024-02-20 Electronics And Telecommunications Research Institute Monolithic metal-insulator transition device and method for manufacturing the same

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