Е. Айсберг - Транзистор - Это оччень просто! (1076438), страница 13
Текст из файла (страница 13)
ветствующего электролита осаждаются на поверхность только что вырезанных углублений (рис. 33). Н. — Чудесно! Но как узнают точно тот момент, когда база стала достаточно тонкойр ' Емкость коллекторчого перехода у тетоола остается такой ме, кз» у триоле с аналогичной геометрией. Уменьшение ролн этой емкости на зысокнх частотах обусловлено снижением сопротнвлення обчастн базы нэ-за того, что актнвная часть базы размещается в непосредственной близости ог основного вывода базы. Плэм. ред.
Л.— Измеряя электрическое сопротивление между двумя струйками жидкости. Изготовленные этим способом транзисторы (нх называют п онер хи о с ты о-барьерными) могут использоваться па частотах, достигающих 100 Мгц. Н.— Во всяком случац они должны хорошо работать в диапазоне коротких волн. Л,— Другой способ уменьшения толщины базы захлючается в применении двойной диффузии.
Чтобы сделать транзистор структуры р-л.р, берут пластинку полупроводникового материала типа р., Зжыолтор Кооооколор Елла Рп. ЗЗ. Пропело нзгатаелеяка паеерккастна-барьеркаса трак- екстаре н разрез такала тракзкстара. Н. — Ты ошибаешься, Любознайкнн. Л.— Совсем нег. Сейчас ты увидишь, как все происходит. Пластинку .сл г подвергают действию паров только с одной стороны. Парй одновременно Р содержат примеси обоих типов, причем одна из примесей (обычно донор- ная) имеет скорость проникновения несколько большую, чем другая (ак,ог ~ - цепторная)', но концентрация последней выше.
В результате впереди слон р типа р образуется тонкий слой типа л и мы имеем транзистор структуры †' ††-' — р-л-р, у которого база может иметь толщину всего лишь в одну тысячную Гг~~~дг — ч ,долю миллиметра (! мк) и который способен усиливать на частотах до 400 Мгц. Н. — Действительно, остроумное решение. Л,— Не менее остроумен метод изготовления дрейфовых транзисторов, у которых прилегающий к змиттеру слой базы содержит большее количество примесей (в случае структуры р-л-р — доноров) с тем, чтобы увеличить проводимость. При этом проникающие в базу электроны получают значительное ускорение, что позволяет отодвинуть частотный предел транзисторов до 1 000 Мец. Н.
— Все лучше и лучше! А развивая твою мыслть нельзя ли уменьшить емкость между коллектором и базой, разведя эти электроды и пе увеличивая при этом толщины базы? ОждиЛЕНйбЕ 6аЗЫ Л. — А каким средством ты предполагаешь достичь этой целку Н.— Я хотел бы проложить между базой и коллектором слой ней« трального германия, который не имел бы проводимости ни типа р, нн типа л, но увеличил бы расстояние между электродами. Л.— Это, мой друг, совсем не- глупое предложение, и оио осущеЭмиолто,"; Коолояоузр ствлено в транзисторах под назва. нием П-лл-р, где буква 1 обозначает слой германия с собственной проводи.
бмаз мастью (рис. 39). Н.— Черт возьми! Меня еще раз опередили1 ужиж Ркс. ЗЗ, Дее возможные структур» трап лиотара с зоной сабстеепкай праеалкмастк межлу базай н коллектором. Ьогда всжае22й вопрос о горах Л.— Весьма сожалею, Незнайкин...
В заключение мне хотелось бы рассказать тебе еше об одной модели транзистора для высоких частот, в производстве которого используется метод двойной диффузии. Для изгшовления такого транзистора берут полупроводник типа р, который будет служить коллектором, и методом диффузии создают слой примесей тина п, который будет служить базой. Затем с той же стороны также с помощью диффузнв вводят примеси типа р, которые, сокращая толщину базы до величины порядка 0,002 мм, образуют эмиттер.
Хитрость заключается в том, что последняя диффузия произволится через маску, с тем чтобы подвергать воздействию только узкие полоски поверхности золупроводника. Эта поверхность после такой обработки (рис, 40,а) Нося Рис. 4З. Посллзозлтольныл лтлим илготолллнил мелл-трлилзсторь представляет чередующиеся полоски юша р (эмиттер) н типа п (база). Затем на эту поверхность наносят капельки воска так, чтобы каждая из них одновременно прикрывала и зону л н зону и (рис. 40, б).
Диаметр такой капельки не превышает четверти миллиметра !!ластиику полупроводника после этого опускают в раствор, стравливающий не защищенные воском участки. Произведенное таким образом травление уменьшает толщину всей пластинки и обнажает исходный материал типа р повсюду, кроме маленьких участков, которые были покрыты воском. После удалеаия воска пластинка оказывается покрытой крохотными бугорками (рис. 40, з), к каждому из которых можно припаять выводы базы и эмиттера (они делаются из толстой проволоки диаметром 0,025 мм). Н.
— Как можно работать с такой тонкой проволокой? Л. — Под бинокулярным микроскопом, но, конечно, предварительно пластинка полупроводника трави~ся и разрезается иа кусочки по числу бугорков, из которых каждый превращается затем в транзистор. Эти транзисторы называют амеза», название, которое в Южной Америке служит для обозначения горных плато с обрывистыми краями. Меза.транзисторы свободно преодолевают гранпцу !00 Мгц, т, е, работают на волнах короче 3 м. Н.— Какой тщательности и какого внимания требует изготовление зтнх микроскопических гор! Послгедмше стадпи производсгпва Л.— И не думай, Незнайкин, что работа завершена, когда путем сплавления, электролиза илн диффузии создали эмиттер, базу н коллектор. Заметь попутно, что з этих трех методах соответственно используют твердые, жидкие и газообразные вещества.
Н.— А что же еще остается сделать, чтобы транзистор окончательно был готов испытать все превратности судьбы? Л. — Обработать его поверхность в кислоте и создать условия для изумительной продолжительности жизни, смонтировав его с достаточной жестокостью, обеспечивающей высокую устойчивость против ударов и вибрации. И, наконец, закрыть его в герметичный и непрозрачный корпус, чтобы защмтить ог влажности и света — смертельных врагов полупроводников, Ф Лана.гьньггб тпраггзгйстор Н.— Мне думается, что можно изготовлять транзисторы без базы, без эмиттера и без коллектора. Почему бы не взят~ простой стерженек германия или кремния, намотать посередине его кольцо, на которое и Рис.
4П Кавааьнна трзпзистэр. подавать усиливаемое напряжение? Создаваемое таким образом электрическое поле в большей или меньшей степени стало бы душить за горло поток носителей зарядов, проходящий от одного конца стерженька к другому, и ток в стерженьке модулировался бы точно так же, как это происходит в вакуумном триоде под воздействием потенциала сетки (рис 41). Л. — Бедный мой Незнайкин1„ Н. — Чего же не хватает в моих рассуждениях? Л. — В них все так правильно, что прибор, который ты только что изобрел, уже давно существует. Он называется к а и а л ь н ы м или полевым тр а из исто ром На него несколько похож изобретенный во Франции т е к петр он, который объединяет преимущества транзисторов и вакуумных ламп Но я спрашиваю себя, можно ли все эти особые устроиства причислить к большой семье транзисторов...
Н. — Почему? Л.— Потому что, как я тебе уже говорил, световые лучи могут изменить проводимость полупроводников и вызвать электронную эмиссию. Эти явления используются в фотодиодах и фототранзисторах Но обычный транзистор должен быть защищен от света. Поэтому он помещается в пластмассовую капсулу или металлический корпус. Корпус транзистора часто заполняют нейтральным газом (например, азотом) или особыми желеобразными веществами. Присоединение выводов нередко порождает острые проблемы, так как вужво создать чисто омические контакты ме. жду каждой из трех областей транзистора н соответствующими проволочками, любой ценой предотвращая образование паразитных р-п переходов.
Н. — Теперь, когда мы подводим итоги, я вижу, что для изготовления транзисторов нужно одновременно знать физику, химию и механику. Это с.тишком много. Я предпочел бы покупать транзисторы, если только... Л. — Какую еще нелепую мысль ты собираешься мне изложить? йммммммфмм Л,ЕСЕДА ШЕС7АН Для того чтобы применять транзисторы, надо знать их основные характеристики. Последние, как и характеристики лами, могут выражаться значениями основных параметров или в виде грифонов, иоказывающих, как некоторые токи и наирюхения изменяются в зависимости от других. Однако для транзис~оров графическое изображение характеристик особенно ценно, ибо каждая переменная величина влияет на большинство других Вот почему двое наших друзей проделают очень полезную работу, рассмотрев различные параметры и характеристики транзисторов.
С о д е р ж а н и е: Схема для снятия характеристик. Характеристики 1г=((1)ь) и 1»=*1(0ь). Крутизна. Усиление ио току. Входное сопротивление. Связь между крутизной, внутренним сопротивлением и усилением по току. Насыщение. Семейство характеристик. Аналогия с пентодом. Предельная мощность. Выходное сопротивление. Оиределение параметров ио семейству статических характерис~ик.
ЦАРСТВО КРИВЫХ Инициатп ива Неанаткнна Любознайкин. — Черт возьми! Что я вижу! Что означает это немыслимое скопище измерительных приборов, батарей и потенциометров иа твоем столе) Незнайкин. — Очевидно, ты не видишь главного, а на это есть причины. Ведь рядом с вольтметрами и амперметрами транзистор выглядит совсем маленьким. А он тем не менее виновник сегодняшнего торжества. Л.— Но кзкова цель всего этого нагромождения приборовг Н.— А ты помнишь, как некогда мы снимали характеристики электронных ламп: изменения анодного тока в зависимости от сеточного напряжения нлн от анодного напряжения» Ну вот, я и хотел снять аналогичные характеристики для своего транзистора.
Л. — Похаалыьая инициатнва1 И тебе удалось достичь цели? Н. — И да, и нет... Как видишь, достаточно уклончивый ответ. Но меня смущает тот фзкт, что у лампы мы учитывали три величины: 1)' аиодный ток 1„2) напряжение анод — катод (1» и 3) напряжение сетка — кьтод, а у транзистора нужно учитывать четыре: 1) ток коллектора 1ю 2) напряжение коллектор †эмитт Ою 3) напри>кение база— эмиттер (ть и 4) ток базы 1ь. Л. — Все зто правильно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
