一种场效应装置及系统的制作方法

1.本实用新型涉及半导体技术领域，具体涉及一种场效应装置及系统。


背景技术：

2.场效应管是利用控制输入回路的电场效应来控制输出回路电流的一种半导体器件。由于现有场效应管的导电通道一般采用晶体硅，在制作场效应管时，需将硅单晶切成大圆片并加以研磨、抛光，抛光后的片子经仔细清洗后，进行一次氧化、一次光刻，然后进行选择性的杂质扩散，去除所有二氧化硅，进行二次氧化和磷处理，接着进行二次光刻和铝蒸发并反刻电极，最后进行性能检测，并将性能良好的管芯烧焊在管座上，键合引线并封装。上述生产场效应管的方式只能在特定环境下进行，对生产工艺要求较高。


技术实现要素：

3.本实用新型需要解决的技术问题是现有场效应管由于导电通道采用晶体硅使得其生产环境要求严格，生产工艺要求较高。因此，本实用新型提供一种场效应装置及系统，以水溶液作为场效应管的导电通道，简化生产工艺降低生产环境要求，并将使高阻抗输入和高阻抗输出融为一体，以使输出电压自动负反馈且无限逼近输入电压，提高装置稳定性、降低装置能耗，同时，本实用新型的场效应装置中无直流工作电源，输入输出电压均达到了市场用电电压，输出功率达到千瓦级，工程实用性强。
4.本实用新型通过下述技术方案实现：
5.为解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案实现：
6.一种场效应装置，包括第一水溶液体、第二水溶液体、绝缘体和四个电极体；其中，所述第一水溶液体的输出电极体与绝缘体的一端连接，所述绝缘体的另一端与第二水溶液体输出电极体连接，所述第一水溶液体的输入电极体和所述第二水溶液体的输入电极体均连接至外加交变电磁场上；所述第一水溶液体的输入电极体、输出电极体和所述第二水溶液体的输入电极体和输出电极体均设置有电极引出端子。
7.进一步地，所述输入电极体、所述输出电极体以及对应设置的电极引出端子均采用电阻率为10
‑8ω
·
m的金属良导体。
8.进一步地，所述绝缘体采用常温下电阻率为10
11
ω
·
m的绝缘材料。
9.进一步地，所述水溶液体中的溶剂为水、溶质为酸类物质或碱类物质与盐类物质制成的ph缓冲溶液。
10.其中，输出电极体指浸入水溶液体的、与电气输出端子相连的电极体，输入电极体指浸入水溶液体的、与电气输入端子相连的电极体。由于输出电极体和输入电极体与水溶液体相接触的表面会发生物理变化、化学变化而有所损耗，因此通过设置电极体，而不是设置电极片或者电极接触点，以保证电极体的使用寿命；若采用电极片或电极接触点，则在其与水溶液体相接触的表面因不断发生物理变化、化学变化而有所损耗时，使用寿命较短。
11.一种场效应系统，包括外加交变电磁场和至少两个上述场效应装置；各场效应装
置并联连接后通过所述场效应装置上的输入电极体与所述外加交变电磁场连接。
12.进一步地，所述外加交变电磁场为交流电压。
13.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
14.1、以水溶液作为场效应管的导电通道，以提供导电范围可变且频谱响应范围广的导电介质。
15.2、将输入电极体和输出电极体浸入水溶液体内，使得输出电压自动负反馈且无限逼近输入电压，提高装置稳定性、降低装置能耗。
16.3、本实用新型的场效应装置中无直流工作电源，输入输出电压均达到了市场用电电压，输出功率达到千瓦级，工程实用性强。
附图说明
17.图1为本实用新型一种场效应装置的原理图。
18.图2为本实用新型一种场效应装置的俯视图。
19.图3为本实用新型一种场效应系统的原理图。
具体实施方式
20.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
21.实施例1
22.如图1所示，本实用新型提供了一种场效应装置，包括第一水溶液体、第二水溶液体、绝缘体和四个电极体；其中，第一水溶液体的输出电极体与绝缘体的一端连接，绝缘体的另一端与第二水溶液体输出电极体连接，第一水溶液体的输入电极体和第二水溶液体的输入电极体均连接至外加交变电磁场上；第一水溶液体的输入电极体、输出电极体和第二水溶液体的输入电极体和输出电极体均设置有电极引出端子，以实时进行电压自动负反馈。当场效应装置内的输入电极体和输出电极体之间存在动态电势差(即动态电场)时，二者之间的水溶液体在电场极化作用下形成与动态电场极性相反的内电场，其场强刚好足以抵消动态电场的影响，以使场效应装置整体对外表现为动态平衡的电中性。
23.其中，第一水溶液体的输入电极体上设置的电极引出端子为图1中的电极a、输出电极体上设置的电极引出端子为图1中的电极b；第二水溶液体的输入电极体上设置的电极引出端子为图1中的电极d、输出电极体上设置的电极引出端子为图1中的电极c。
24.进一步地，输入电极体、输出电极体以及对应设置的电极引出端子均采用电阻率为10
‑8ω
·
m的金属良导体。
25.进一步地，绝缘体采用常温下电阻率为10
11
ω
·
m的绝缘材料。
26.进一步地，水溶液体中的溶剂为水、溶质为酸类物质或碱类物质与盐类物质制成的ph缓冲溶液。
27.具体地，纯水的电阻率为105ω
·
m，纯水中掺入电解质后得到水溶液的电阻率可急剧下降到100ω
·
m，即：水溶液的导电性处于适中的位置，虽仅是金属良导体的108到10
13
分之一，但却是绝缘材料的106到10
11
倍。以水溶液作为场效应管的导电通道，以提供导电范
围可变且频谱响应范围广的导电介质。
28.进一步地，由于金属良导体材料的电极表面活泼性在输入电磁场的作用下存在差异，浸入同一水溶液体的两个金属电极体之间存在着大小不一的电势差，因此，本发明提供的场效应装置内部自带直流工作电源。
29.进一步地，本实施例中的电极体为管状结构。具体地，如图2所示，1表示第一水溶液体的输入电极体，即图1中的电极a；2表示第一水溶液体的输出电极体，即图1中的电极b；3表示第二水溶液体的输出电极体，即图1中的电极c；4表示第二水溶液体的输入电极体，即图1中的电极d；1和2之间为第一水溶液体，3和4之间为第二水溶液体；2和3之间的5为绝缘体。
30.实施例2
31.如图3所示，本实施例提供了一种场效应系统，该场效应系统包括外加交变电磁场和至少两个上述场效应装置；各场效应装置并联连接后通过场效应装置上的输入电极体与外加交变电磁场连接。
32.具体地，在场效应装置并联后，对其加载外加交变电磁场(如交流电压)，电极间的水溶液体会形成与外加交变电磁场相抗衡的内部交变电磁场，使场效应系统对外呈现出动态平衡的电磁效应。由于水的比热容大，是极好的冷却剂，装置内部的水溶液因交变电磁场极化作用产生的热量自然而然地转化为水分子的热运动势能而在装置内部被蓄积、传导和转化。因此，无论装置处于空载还是负载状态，装置系统的自身能耗都很小。
33.具体地，以上所述具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。