Материал: TTE_Lect1

Рисунок 10.12 – Розподіл концентрації донорних домішок у базі дрейфового БТ

Існують також дифузійно-сплавні транзистори, в яких області колектора і бази виготовляють шляхом дифузії домішок, а ЕП – вплавленням домішок. Розподіл концентрації донорів у базі таких транзисторів подібний до розподілу домішок у базі дрейфового транзистора. Різновидом таких транзисторів є меза - транзистор зі столоподібною структурою (рисунок 10.13).

Рисунок 10.13 – Структура меза - транзистора

Поширеним сучасним способом виготовлення високочастотних транзисторів є так звана планарна технологія, яка розглядатиметься докладно у курсі мікроелектроніки.

10.5 Потужні транзистори

Для потужних транзисторів ( P 1.5 Вт) характерне проходження через їхні області великих струмів. Це приводить:

- до зростання спаду напруги на rБ , внаслідок чого напруга

UЕБ буде лише частково прикладена до ЕП;

131

-до того, що спад напруги на ЕП виявляється нерівномірним, і це приводить до зростання густини емітерного струму біля краю емітера, в той час як середня частина емітера не працюватиме:

-до зміни умов на випрямлювальних контактах, що приводить до перерозподілу носіїв заряду в базі;

-до перерозподілу товщини КП з боку бази ( КПБ ) і з боку

колектора ( КПК ) - КПБ < КПК , що порушує нормальну роботу транзистора;

-до того, що з метою нормального підсилення потужності такі БТ необхідно розрахувати на більші напруги;

-до необхідності збільшення площ переходів;

-до необхідності ефективного тепловідведення з причини підвищення небезпеки теплового пробою.

При виготовленні потужних БТ використовують сплавну, дифузійно – сплавну (в так званих конверсійних транзисторах), а також планарну технологію. Конфігурація емітера таких транзисторів ускладнюється. З метою збільшення струмів збільшують площу ЕП, а для того, щоб струм емітера не витіснявся до краю переходу, емітер виготовляють у формі кілець, смуг, зубців. Для забезпечення

корпус з’єднують з базою).

Основним недоліком потужних високовольтних БТ є низький коефіцієнт передачі струму ( h21E 10). Тому для одержання потужних

ключових елементів застосовують складений транзистор (схема Дарлінгтона) – рисунок 10.14. Для такої транзисторної структури загальний коефіцієнт передачі струму бази

132

Рисунок 10.14 – Схема складеного транзистора

Завдяки цьому можна одержати коефіцієнт передачі струму до

сотні.

Потужні складені транзистори виготовляються на одному кристалі (рисунок 10.15)

Рисунок 10.15 – Структура однокристального складеного транзистора (а) та його електрична схема (б)

133

ЛЕКЦІЯ 11

ПОЛЬОВІ ТРАНЗИСТОРИ

Польові транзистори (ПТ) – це напівпровідникові прилади, в яких проходження струму зумовлене дрейфом основних носіїв заряду під дією поздовжнього електричного поля, а керування величиною цього струму здійснюється за допомогою поперечного електричного поля, яке змінює електропровідність струмопровідної ділянки напівпровідника. Це поле створюється напругою, яку прикладено до керувального електрода.

Існують два типи ПТ: польові транзистори з керувальним p-n- переходом (ПТУП) і польові транзистори з ізольованим затвором, що мають структуру метал – діелектрик – напівпровідник (метал-окис- напівпровідник) і називаються скорочено МДП (МОН) – транзисторами.

Другий елемент позначення ПТ – літера “П”.

11.1 Польові транзистори з керувальними p-n-переходами

ПТ з керувальним p-n – переходом (ПТУП) виготовляють з кремнієвого кристала n - або p - типу. Схемні позначення ПТУП показано на рисунку 11.1. До таких транзисторів належать прилади: КП 101, КП 102, КП 103, КП 201 – транзистори з p - каналом; КП 302, КП 303, КП 307, КП 312 – транзистори з n - каналом. Як бачимо з позначень, низькочастотні ПТУП мають канал p - типу, високочастотні

– канал n - типу. Справа в тому, що в p - каналі основні носії – дірки, а їх рухомість менша, ніж у електронів, які є основними носіями в каналах n - типу.

а) б)

Рисунок 11.1 – Схемні позначення ПТУП з n - каналом (а) і з p - каналом (б)

Схематично будова ПТУП з p - каналом показана на рис.11.2.

134

Рисунок 11.2 – Схематична будова польового транзистора з керувальним переходом і p - каналом

Транзистор складається з напівпровідникової області p - типу і двох областей n - типу. Останні з’єднуються разом і утворюють керувальний електрод – затвор. На межах поділу n - областей та p - області виникають високоомні запірні шари – керувальний p-n – перехід. Частина p - області між запірними шарами називається каналом. Під

дією джерела напруги Uсв у каналі утворюється поздовжнє електричне

поле, яке примушує дірки рухатися до “-” Uсв в напрямі від електрода,

що називається витоком, до електрода, який називається стоком. Отже,

в каналі і в зовнішньому колі стоку проходить струм стоку IC під дією

напруги на стоці стосовно витоку Uсв . На затвор стосовно витоку

подається напруги Uзв , яка зміщує p-n – переходи в зворотному

напрямі. У колі затвора проходить малий струм Iз .

Приклади конструкції ПТУП зображені на рисунку 11.3 (КП 102) та рисунку 11.4 (КП 103).

135