Факультет електронної техніки
Кафедра мікроелектроніки
В В В В В В В В
Курсова робота
на тему: "Дрейфові транзистори їх параметри, переваги та недоліки "
Зміст
1. Визначення, структура та особливості дрейфового транзистора
2. Фізичні процеси в базі дрейфового транзистора
2.1 Процеси в базі при низькому рівні інжекції
2.2 Процеси в базі при великій щільності струму
3. Вплив нерівномірного розподілу домішок у базі на параметри дрейфового транзистора
Список використаних джерел літератури.
1. Визначення, структура та особливості дрейфового транзистора
Основні характеристики транзистора визначаються в першу чергу процесами, що відбуваються в базі. Залежно від розподілу домішок у базі може існувати або бути відсутнім електричне поле. Якщо при відсутності струмів в базі існує електричне поле, яке сприяє руху неосновних носіїв заряду від емітера до колектора, то транзистор називають дрейфовим , якщо ж поле в базі відсутній - бездрейфовим. За принципом дії дрейфовий і бездрейфовий транзистори однакові. Відрізняються вони тільки механізмом перенесення носіїв через базову область. У дрейфовому транзисторі швидкість носіїв у базі збільшується внаслідок дії дрейфового поля, що призводить до відмінностей в чисельних значеннях параметрів двох типів транзисторів.
Розглянемо типову структуру дрейфового транзистора, створюваного методом подвійного дифузії (рис.1.1). [1]
Структура дрейфового транзистора.
В
Рис. 1.1. br/>
Нехай в якості вихідного матеріалу використовується напівпровідник р-типу з концентрацією домішки N a0 . З поверхні напівпровідника відбувається дифузія акцепторної і донорной домішок, причому на поверхні N a > N d . Будемо вважати, що дифузія домішок відбувається за простим законом [1].
В
Суттєвий вплив на результуюче розподіл домішок надає те, що коефіцієнт дифузії акцепторної домішки значно відрізняється від коефіцієнта дифузії донорно домішки. Тому, наприклад, в германии концентрація акцепторної домішки швидше убуває з відстанню вглиб напівпровідника, ніж концентрація донорної (рис.1.2, а). Для отримання більш ясної картини побудуємо на основі рис.1.2, а залежність різниці N a -N d від x (рис. 1.2, б).
Розподіл домішок в дрейфовому транзисторі.
В
Рис.1.2.
Тепер видно три області у напівпровіднику: р-типу (x <0, N a -N d > 0), п-типу (W> x> 0, N a -N d <0), р-типу (x> W, N a -N d > 0). Перша область може використовуватися як емітера транзистора, друга - в якості бази, третя, - колектора. Зазвичай режим дифузії вибирається так, що N автоматичної експозиції >> N dб, ср >> N AК (N dб , ср - середня концентрація домішок в базі). Тому наближено розподіл домішок можна зобразити у вигляді рис. 1.2, в. p> Внаслідок нерівномірного розподілу домішок в базі (рис. 1.2, г) існують зустрічні дифузійні потоки електронів і дірок, які призводять до утворенню електричного поля в базі. Освіта електричного поля можна пояснити наступним чином. Концентрація атомів донорної домішки в базі транзистора pnp-типу велика у емітера і мала у колектора. Так само розподіляється і концентрація вільних електронів, оскільки вільні електрони створюються внаслідок іонізації атомів донорно домішки. Частина вільних електронів від емітера пішов до тієї частини області бази, яка розташована біля колекторного переходу. Це переміщення створює надлишковий позитивний заряд іонів у емітерного і надлишковий негативний заряд електронів у колекторного переходу. Таким чином, створюються електричне поле і нахил енергетичних зон в базовій області (рис. 1.3). Електричне поле в базі направлено від емітера до колектора і, отже, сприяє руху дірок в цьому напрямку. [2]
В
Рис.1.3. Дрейфовий транзистор
Особливості дрейфових транзисторів . Як відомо [3], дифузійна технологія дозволяє отримати дуже тонку базу, що саме по собі (навіть без урахування розподілу домішок) призводить до ряду важливих наслідків. А саме за інших рівних умовах істотно зменшується час дифузії t D і збільшується коефіцієнт передачі ОІ, оскільки ці параметра залежать від квадрата товщини бази [3]. Товщина бази у дрейфових транзисторів в 5-10 разів менше, ніж у дифузійних, а тому час дифузії t D і постійна часу П„ О± , виявляється менше в десятки разів; відповідно збільшується гранична частота f О± . Коефіцієнт передачі ОІ з тих же міркувань мав би доходити до 1 000 і більше. Насправді він значно менше і зазвичай не перевищує 100-200. Це пояснюється тим, що величини О± і ОІ залежат...
