promel (967628), страница 16
Текст из файла (страница 16)
е. от того, какие токи и напряжения являются вход ными и выходными. В справочниках обычно приводят й-параметры измеренные в схеме ОБ для средней полосы частот при типовых зна чениях постоянных составляющих тока и напряжения, Установим связь й-параметров транзистора с их физическим параметрами в схеме ОБ. С этой целью воспользуемся схемой рис. !.29, а. Примем в не напряжение еи, = О, переменные составляющие заменим прира щениями: иэб ЛУ1 12 Л(1 ы»б Л(/2 1» ЛУ2, а ток 12 вы разим через входной ток: 12 = (! — а)Л71.
Для входной цепи транзистора (см. рис. 1.29, а) при Ль12 =- имеем для выраметры: 1 б 212)®22 г,, =! Я22, '2 21 ' (1.39) Типы транзисторов деле1ше транзисторов па типы связано с их назначением, а также применяемой технологией создания трехслойной 'транзисторной струк- уры, Наиболее характерными признаками деления транзисторов но назначению являются частота усиливаемого сиг- и а л а (низкочастотные, среднечастотные, высокочастотные н СВЧ- транзисторы) и д о и у с т я м а я м о щ н о с ть р а с с е я н н я в коллекторном переходе Рв. Показателем частотных свойств тран- зистора, как отмечалось, является частота Допустимая мощность рассеяния Р„определяется условиями отвода теплоты от коллектора.
Мощность Р„имеет пряму1о связь с энергетическими показателями выходной (нагрузочной) цепи тран- зистора. По допустимой мо1цности в коллекторном переходе разли- чают транзисторы малой мощности (Р„( 0,3 Вт), средней мощности (0,3 Бг ( Р„( 1,5 Вт) и большой мощности (Р, ) 1,5 Вт). При энергетическом расчете выходной цепи транзистора рассчитывают мощность Р„и выбирают тип транзистора по мощности. При исполь- зовании транзисторов средней и болыпой мощности следует увели- чивать теплоотвод для обеспечения допустимой температуры полупроводниковой структуры.
С этой целью предусматривают пог- лощение теплоты массивным корпусом аппаратуры, па котором кре- пится транзистор, или, как и в мощных диодах, применяют радиатор для теплообмена с окружающей средой. Повьпиение мощности транзисторов связано с увеличением их нагрузочной способности по току 1', и напряжению у„б (или ~l„для ~~~мы ОЭ). Задача увеличения тока решается увеличением рабочей поверхности эмнттера и коллектора. Повышение нагрузочной спо- собно пакости, по напряжению достигается путем перевода возможного Ре'кима пробоя коллекторного перехода в область более высоких нап я "Ряжений. В настоящее время выпускаются транзисторы обгце- промышленного назначения на ток 1', = 12 —; 15 А и напряжение ~22 = 120 †: 150 В, онные, По технологии изготовления различают сплавные, диффузи- плаг диффузионно-сплавные, конверсионные, эпитаксиальные и анарные транзисторы.
тот же Принцип изготовления сплавных транзисторов же, что и сплавных диодов. Отличие заключается лишь в том, что впла плавление примеспых таблеток здесь производится с двух сто- ! а) и! и ! и Л' Д -Л! 62 рон исходной полупроводниковой пластины. По сплавной тех логии изготовляют низкочастотные транзисторы малой, средней большой мощности.
Д и фф у з и о н н а я т е х н о л о г и я позволяет создавать уск ряющее поле в базе для носителей заряда, проходящих в направ нии коллектора, в связи с чем транзисторы, изготовленные по так технологии, называгот д р е й ф о в ы м Диффузионную технологшо использу при создании высокочастотных иСВЧ-тра зисторов. Технология изготовления ди фузионных транзисторов напоминает нологню изготовления диффузионных ди ! дов. Отличие заключается в том, что ! ! получения двух р-л-переходов произ ег Л! дится диффузия двух видов примеси ( и! ! ! корней и акцепторной) на неодинаков глубину.
Этот метод двойной днффуз Лга! ! раССМОтрИМ На ПрИМЕрЕ ИЗГОтОВЛЕПИя Г маниевых транзисторов типа р-и-р. и ! ! Исходным материалом является гер ниевая пластина р-типа с некоторой к центрацией гУ аг (рнс. 1.31, а, б). Дон ная и акцепторная примеси, вводим методом диффузии, имеют следую особенности. Коэффициент диффузии и норной примеси (сурьмы) больше, х ю акцепторной примеси (индия). Концент ция акцепторной примеси задается боль Рпс. 1.31.
Трехслойная донорной, В результате диффузии дв транзнсторная структура компонентной примеси получают расп Распрспсасннс нп!!- деление концентраций акцепторной и н доноинпй прнмсссй (пЭ норной примесей, показанное на р н Рсзультнру!ппссй прн- 1,31, б. Донорная примесь проник пссн«(а) пРн лнФФуанс ь на ббль1пую глубину, так как коэффици диффузии ее атомов болыпе, а акцепт пая прим.с; создает ббльшую коицент цню у поверхности. Тип электропроводности пластины по г бине определяется разностью созданной коицеглрации акц торной и донорной примесей Л!а — йгп (рис.
1.31, в). На участ 0 — хл и хз — - х, акцепторная примесь преобладает над донорн На участке х! — х, соотношение концентраций обратное. Та образом, получаем полупроводниковую структуру транзистора т р-гг-р с двумя р-п-переходами на границах раздета слоев, В силу то что в слое базы распределение концентрация донорной примеси у вает по глубине, в пей создается ускоряющее поле для дырок, п ходящих в направлении коллектора. Принцип создания транзисторной структуры при д н ф ф у о н н о - с и л а в н о й технологии подобен диффузионн Здесь создается аналогичное рис. 1.31, б распределение концентра: по глубине н в базе действует ускоряющее поле.
Дпффуи нмес Р '„сплавные транзисторы также являются высокочастотными зиояяо йф ными транзисторами. Отличие их технологии изготовления дре чается в том, что диффузия акцепторной н донорной примесей заклю У1ПЕ ' „ствляется пр11 вплавленпи в исходный материал таблетки, пред,ощей собой сплав двухкомпонентпой примеси, Преимущестста зля ваии „~~кой технологии являются меньшие требования к обработке певек рхности исходного материала и возможность получения более тонко якого базового слоя.
По технологии, близкой к диффузионно-сплавной, изготовляют ко ояверсионные транзисторы, в которых в каче- исходного материала нспользу1От ГЕрианий, сОдЕржаЩий Донорную н акцепторную (медь) примеси. Содержание акцепторной при,еси больше донорной, в связи с чем исходный материал является „лупроводником р-типа. Медь обладает высоким коэффициентом дпиффузип З германии. Поэтому при проведении операции сплавления с целью создания эмиттерного слоя пз близлежащей к нему области происходит диффузия атомов меди в эмиттерную область. В результате из слоя, примыкающего к эмнттеру, удаляется акцепторная примесь, вследствие чего происходит изменение тиг1а электропровод- ности (конверсия) и создание базового и-слоя. Этот метод позволяет получать топкие базовые слои большой площади. Он нашел применение при изготовлении мощных высокочастотных транзисторов. Эпитаксиальные транзисторы представляют собой разновидность транзисторов, получаемых с помощью диффузионной технологии.
Их особенностью является малое объемное сопротивление коллекторного слоя, что существенно при работе транзисторов в импульсном режиме. Для получения малого сопротивления коллскторного слоя требуется ннзкоомпый исходный материал (с большим содержанием примеси). Однако это приводит к образованию узкого коллекторного перехода, что увеличивает емкость коллекторного перехода и уменьшает пробивное напряжение.
В эпятаксиальных транзисторах эти недостатки исключаются благодаря созданию на границе с коллекторным переходом высокоомного слоя Принцип создания таких слоев основан на явлении эпитаксии— ориенти Р ентированного наращивания полупроводникового слоя, струк- УР которого повторяет структуру подложки. Для эпитакгиального на ° аращнвания ча1це всего применяют газгфззные реакции восстановлен ления в водороде чистого полупроводника из хлоридов германия ия (кремния) с осаждением его на монокристаллическу1о поддооавляют л"1ккУ полупроводника В процессе наращивания в газовую фазу слоя т1еб ° <1т вещества, необходимые для легирования' создаваемого Ребуемой примесью до нужной концентрации. эпита материалом таксиальных транзисторах типа п-р-п (рнс.
1.32) исходным типа, па Р ом является низкоомная полупроводниковая пластина и- которой наращивается высокоомный эпнтакснальный п° о1 Ват х ,а ' ем методом последовательной или двойной диффузии соз' ют базо новый р-слой и эмиттерный п-слой. Планаряые транзисторы (рис. !.ЗЗ) выполняют технологии, наиболее полно отражающей современные достнже в производстве полупроводниковых приборов. Процесс созда планарных транзисторов сопровождается диффузией примесей в пл кую (планарную) кремниевую пластину, осуществляемой локаль т. е, с помощью защитных масок, полученных методами фотоли графин. Выбор кремния' для планарных транзисторов обуслов Рис, !.32. Структура зпктаксиальиого транзистора: т — низкоомвый коллекторвмй слой; 2 — завтаксиальнмй амсокоомнмй л-слой: 3 — ба*оемй слой; а — змиттервмй я-слаб Рис.
1.ЗЗ. Структура планариого транзистора: т — слой лзуокаси кремния Б~Ое. 2 — металлизация базы; 3 — метал лизацня зипотера вается возможностью использования двуокиси кремния ЯО з — ст кого соединения для создания масок при проведения локальной д фузии и защиты р-и-переходов от влаги и агрессивной среды.
верхностное окисление кремния является одной яз составных 'о раций в производстве планарных транзисторов. Из других преп. ществ кремниевых транзисторов следует указать их меньш стоимость по сравнению с германиевыми, а также возможность боты при более высоких напряжеяиях и температурах, Планарн технология позволяет изготовлять транзисторы групповым мета по 300 — 400 шт.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
