Drift tranzisztorok paramétereit, előnyeit és hátrányait
1. A drift-tranzisztor meghatározása, szerkezete és jellemzői
2. Fizikai folyamatok a drift-tranzisztor alapjában
2.1 Az alacsonyabb injektálású adatbázisban lévő folyamatok
2.2 A folyamatban lévő folyamatok nagy áramsűrűség mellett
3. A nem egyenletes szennyezőanyag-eloszlás hatása a bázisra a drift-tranzisztor paraméterein
Használt litas források listája
1. A drift-tranzisztor meghatározása, szerkezete és jellemzői
A tranzisztor fő jellemzőit elsősorban a bázisban előforduló folyamatok határozzák meg. Attól függően, hogy a szennyeződések eloszlása a bázisban van-e, lehet, hogy nincs elektromos mező. Ha a bázisban áram hiányában van egy elektromos mező, amely megkönnyíti a kisebb hordozók mozgását az emittertől a kollektorig, akkor a tranzisztort driftnek nevezik. ha a mező hiányzik az adatbázisban, akkor nem sodródik. A működtetés elve szerint a sodródásmentes és a nem-sodródó tranzisztorok azonosak. Ezek eltérnek csak a szállítóeszközök szállítási mechanizmusában a bázisterületen keresztül. A drift-tranzisztorban a hordozó sebesség a bázisban növekszik a drift mezőnek köszönhetően, ami a két típusú tranzisztor paramétereinek numerikus értékeinek különbségeit eredményezi.
Tekintsük a kettős diffúziós módszer által létrehozott drift-tranzisztor tipikus struktúráját [1]. [1]
A drift tranzisztor szerkezete.
Tegyük fel, hogy kiindulási anyagként használunk egy p-típusú félvezetőt, amelynek szennyezettségi koncentrációja Na0. A félvezető felszínén az akceptor és a donor szennyeződések diffúziója, valamint a Na> Nd. Feltételezzük, hogy a szennyezések diffúziója egyszerű törvény szerint történik [1].
A keletkező szennyezőanyag-eloszlásra jelentős hatással van az a tény, hogy az akceptor-szennyező diffúziós együtthatója jelentősen eltér a donor-szennyező diffúziós együtthatójától. Ezért például a germániumban az akceptor-szennyező koncentrációja gyorsabban csökken a félvezető mélységétől a donorkoncentrációtól (2.1. Ábra, a). Egyértelműbb képet kapunk az 1.2. Ábra alapján és a Na-Nd különbség függvényében x-re (1.2. B. Ábra).
A szennyeződések eloszlása a drift tranzisztorban.
Most látjuk a félvezető három régióját: p-típus (x<0, Na-Nd>0), p-típusú (W> x> 0, Na-Nd<0), р-типа (x>W, Na-Nd> 0). Az első terület használható egy tranzisztor kibocsátójaként, a második alapként, a harmadik pedig egy gyűjtő. Általában a diffúziós rendszert úgy választjuk meg, hogy Nae >> Ndb, cp >> Nak (Ndb, cp az alap szennyezettségi koncentrációja). Ennélfogva megközelítőleg a szennyeződések eloszlását ábrázolhatjuk az 1. ábrán. 1.2, c.
A szennyeződések egyenetlen eloszlása a bázisban (1.2. Ábra, d), az elektronok és lyukak diffúziós fluxusai vannak, amelyek az alapban lévő elektromos mező kialakulásához vezetnek. Az elektromos tér kialakulása az alábbiak szerint magyarázható. A donorszennyező atomok koncentrációja a p-n-p típusú tranzisztor bázisában nagy az emitteren és kicsi a kollektoron. A szabad elektronok koncentrációja szintén eloszlik, mivel a szabad elektronok keletkeznek a donor-szennyező atomok ionizációja miatt. Az emitterből származó szabad elektronok egy része a bázisterület azon részéhez jut, amely a gyűjtőcsomóponton helyezkedik el. Ez az elmozdulás túlságosan pozitív feltöltést eredményez az ionoknál az emitteren, és az elektronok felesleges negatív töltését a kollektorcsatlakozóban. Így létrejön egy elektromos mező és az energia tartományok meredeksége a bázisterületben (1.3. Ábra). Az alapban levő elektromos mező az emittertől a kollektorig irányul, ezért elősegíti a furatok mozgását ebben az irányban. [2]
1.3 ábra. Drift tranzisztor
A drift tranzisztorok jellemzői. Mint ismeretes [3], a diffúziós technológia lehetővé teszi egy nagyon vékony alaprész létrehozását, amely önmagában (még a szennyezőanyag-eloszlatás nélkül is) számos fontos következményhez vezet. Nevezetesen, ha más dolog egyenlő, akkor a tD diffúziós idő lényegesen csökken és az átviteli együttható # 946; mivel ezek a paraméterek a bázis vastagságának négyzetétől függenek [3]. A drift-tranzisztorok alapvastagsága 5-10-szer kisebb, mint a diffúziós tranzisztoroké, ezért a tD diffúziós idő és az időállandó # 964; # 945; kiderül, hogy tízszer kevesebb; ennek megfelelően az f # 945 határfrekvencia; Átviteli arány # 946; ugyanezen okok miatt 1000 vagy annál többet kell elérnie. Valójában sokkal kisebb és általában nem haladja meg a 100-200-at. Ez azért van, mert a mennyiségek # 945; és # 946; nemcsak az alap vastagságától, hanem az élettartamtól és az injekciós tényezőtől is függ. Mivel a megnövekedett koncentrációjú szennyezésre közelében az emitter, és ezért alacsony ellenállású élettartama a sodródás bázis tranzisztor sokkal kisebb, mint a diffúziós tranzisztorok és a befecskendező a hatékonyság több, jelentősen eltér egység [3].
Most figyelembe vesszük az egyenlőtlen szennyeződések az adatbázisban például p-n-p tranzisztor (1.4 ábra, ahol LD -. A donoroknak diffúziós hossz), és azt mutatják, azokat a vizsgálók, ami az ilyen egyenetlenségek.
Ábra 1.4. A szennyeződések eloszlása a drift-tranzisztor alapjában.
Először is, nyilvánvaló, hogy az alapréteg szomszédos kollektor csomópont szinte belső félvezető, mert a donor atomok szórt nagymértékben kompenzálja akceptor atomok eredeti kristály. Ennek következtében ennek az alaprétegnek az ellenállása nagy, és a kollektor átmenet meglehetősen széles. Ennek megfelelően, kapacitás Cc kapjuk lényegében (csaknem egy teljes) alacsonyabb, mint a diffúzió tranzisztorok és több pF. Jól érthető okok miatt a kollektor csomópont sima és nem lépcsős, ezért a Ck kapacitást a képlet [3] írja le.
ahol l az átmenet szélessége.
Mivel a tartály mélysége a bázisig terjed, a donor koncentrációja nő, és az ellenállás csökken. Az alap eredő ellenállása az egyenes vezetőképességű alaprétegek párhuzamos csatlakoztatásának eredménye lehet. Mivel a bázis heterogenitása a tranzisztor sodródási mechanizmusának alapja, az Nd (0) koncentráció nagyon nagy; Nd (0) >> Na. k, ahol Na. k az akceptorok koncentrációja a kezdeti lemezen (1.4 ábra). Nyilvánvaló, hogy az rb ellenállást elsősorban a bázisnak az emitter-csomóponttal szomszédos része határozza meg, amelynek a legnagyobb vezetőképessége van. Ennélfogva a W base jelentősen kisebb vastagsága ellenére az átmeneti tranzisztorok rb értéke megközelítőleg megegyezik a diffúziós tranzisztorokkal és még kevésbé.