Материал: Tverdotila_elektronika
У інтегральних біполярних транзисторів, як правило, відсутнє джерело зміщення бази. Отже, для них режим відсічки – це активний режим при малих струмах
( IK < IK min , рис. 7.12).
Рисунок 7.12 – Прохідні характеристики інтегральних біполярних транзисторів
Багатоемітерні транзистори
Чотирьохемітерні біполярні транзистори з об'єднаними колекторами і базами – це сукупність чотирьох незалежних транзисторних структур (оскільки взаємодія електродів через електрично нейтральну базу практично відсутня). До кожного емітера багатоемітерного транзистора E1 , E2 , E3 ,
E4 (рис. 7.13) може бути ввімкнене своє джерело відпираю-
чої напруги. До інших джерел такий імпульс напруги не потрапляє, оскільки емітерні переходи, що не працюють у цей момент, перебувають під зворотною напругою.
Кількість емітерів у такому транзисторі обмежена максимально допустимою відстанню між ними l ≤ 10 мкм і становить, як правило, 4 - 8.
Окрім багатоемітерних, у напівпровідникових ІС поширені і багатоколекторні транзистори. Структура їх ідентична до багатоемітерних транзисторів, просто емітери стають колекторами, а колектор – емітером.
249
Рисунок 7.13 – Багатоемітерний транзистор
Супербета - транзистори
За рахунок надзвичайно тонкої бази (l = 0,2 - 0,3 мкм) коефіцієнт β цих транзисторів становить декілька тисяч. Однак напруга пробою у цих транзисторів UÊï ðî á ≤ 1,5-2В.
При великих напругах настає пробій змикання.
Біполярні транзистори з бар'єром Шотткі
Для підвищення швидкодії транзистора у ключовому режимі (зниження часу розсмоктування неосновних носіїв у базі) застосовується легування бази золотом, яке прискорює рекомбінацію. Але більш ефективним з цією метою є застосування транзисторів з бар'єром Шотткі, у яких колекторний перехід зашунтований діодом Шотткі
(рис. 7.14).
Рисунок 7.14 – Транзистор з бар'єром Шотткі
250
Діод Шотткі побудований на основі контакту «металнапівпровідник» і має випрямні властивості. У цій конструкції діод Шотткі створюється у місці контакту металу з високоомною колекторною областю. У режимі відсічки і активному режимі потенціал колектора більший за потенціал бази ( K Á ), діод Шотткі закритий, і
транзистор із бар'єром Шотткі працює як звичайний біполярний транзистор. У режимі насичення K Á діод
Шотткі відкривається, основна частина базового струму протікає у колектор через відкритий діод. Тому надлишковий заряд у базі не накопичується, і через це при вимкненні транзистора (при переході з режиму насичення до режиму відсічки або активного режиму) буде відсутньою стадія розсмоктування надлишкового заряду у базі.
7.3.4 МОН (МДН)- транзистори
Інтегральні МДН - структури найчастіше виготовляються з індукованим каналом. З цією метою за планарно-дифузійною технологією створюються n+ – «кишені» витоку і стоку. На переходах між «кишенями» і підкладкою підтримується зворотна напруга, тобто здійснюється ізоляція (рис. 7.15).
Рисунок 7.15 – Інтегральний МДН транзистор
У деяких ІС застосовують пари МОН (МДН)- транзисторів з каналами n - і p - типу на одному кристалі.
Такі пари називаються комплементарними транзисторами
251
(КМОН, КМДН). Вони відрізняються надзвичайно малим споживанням струму (рис. 7.16).
Рисунок 7.16 – Інтегральна КМДН-структура
7.3.5 Діоди
Замість діодів застосовуються біполярні транзистори у діодному вмиканні. Існує п'ять варіантів такого вмикання.
Рисунок 7.17 – Інтегральні діоди
У цих варіантах різною є пробійна напруга. У варіантах 1, 3 і 4 Uï ðî á (5 7) В. У варіантах 2 і 5 Uï ðî á (20 50) В. У варіантах 1 і 4 зворотні струми малі, бо площа емітерного переходу менша за площу колекторного. Найбільший зворотний струм у схемі 3 за рахунок паралельного вмикання переходів.
Найбільшу швидкодію виявляє варіант 1 (час перемикання – одиниці наносекунд). У варіанті 4, де також застосовується тільки емітерний перехід, час перемикання в кілька разів вищий. Обидва варіанти мають мінімальну ємність (частки пФ). Варіанти 1 і 4 застосовуються у
252
швидкодійних низьковольтних схемах. Варіант 3 має максимальний час перемикання (до 100 нс) і дещо більшу ємність.
Найчастіше застосовуються варіанти 1, 4. Варіант 1 у прямому вмиканні використовується як стабілізатор для стабілізації 0,7 В (або як напруги, кратної 0,7 В, при послідовному з'єднанні таких діодів).
7.3.6 Резистори
Так звані дифузійні резистори одержують з бази інтегрального біполярного транзистора (рис. 7.18). Опір таких резисторів залежить від концентрації домішок напівпровідника і геометричних розмірів ділянки кристала.
Рисунок 7.18 – Напівпровідниковий інтегральний резистор
Номінал опору перебуває в межах десятків Ом – десятків кОм, розсіювана потужність становить 0,1 Вт, допуск номіналу – 15 - 20%. На відміну від звичайних активних опорів дифузійні резистори є частотозалежними з причини впливу бар'єрної ємності ізолюючого p-n –
переходу.
У напівпровідникових ІС застосовуються і т. зв.
квазілінійні резистори на МДН – транзисторах з індукованим каналом (рис. 7.19). У них використовується ділянка вихідної (стокової) характеристики до настання перекриття каналу. Змінюючи величину напруги U ç , ми
253