Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Особенности интегральных биполярных транзисторов.




Определение: Интегральная схема (ИС) – это электронный прибор, состоящий из взаимосвя- занных интегральных и дискретных электронных компонентов и выполняющий определённую функцию преобразования сигнала.

Основными достоинствами ИС являются малые размеры; высокая надёжность; низкая стоимость; возможность массового автоматизированного производства.

Существуют три основных вида ИС: 1. Плёночные ИС (состоят из пассивных R,L,C эле-ментов); 2. Гибридные ИС (представляют собой комбинацию плёночных ИС и дискретных бескорпусных активных элементов - транзисторов и диодов); 3. Полупроводниковые ИС (активные и пассивные элементы выполнены на одной полупроводниковой монокристалли-ческой основе – подложке) – это основной вид интегральных схем.

По степени интеграции т.е. по плотности элементов на одном мм2 ИС делятся на простые (k < 1; N<10); средние (1< k< 2); большие - БИС (2< k<3) и сверхбольшие – СБИС (3< k; N>10000). k = lgN, где N – число элементов на кристалле.

 

 

Методы изоляции элементов полупроводниковых интегральных схем
  метод достоинства метода недостатки метода
  изоляция обратносмещённым p- n переходом - органично сочетается с общим технологическим процессом изготовления ИС, - простой, дешевый, хорошо под- ходит для массового производства - наличие обратных токов p-n переходов и зависимость от температуры - наличие барьерных ёмкостей - ёмкостная связь между элементами - плохая радиационная стойкость
  изоляция диэлектриком - нет токов утечки - малые паразитные ёмкости - высокая радиационная стойкость - дорог - сложный, особенно в глубине подложки
  комбинированный – p-n переход (донная часть) и диэлектрикSiO2 – боковая изоляция “карманов” - меньшие ёмкости и токи утечки по сравнению с изоляцией только p-n переходом - параметры изоляции хуже, чем у второго метода

 

Структура и топология биполярного транзистора в интегральном исполнении (ИБТ).

 

 

Это - биполярный, эпитаксиально-планарный n-p-n транзистор у которого в качестве изоляции между структурами используется обратносмещённый (т.е. закрытый) p-n переход.

1. Исходная подложка толщиной dп» 200¸300 мкм (p – Si).

На подложке выращивается эпитаксиальный слой n -типа толщиной dэс» единицы мкм.

2. Область эмиттера n+ -типа (знак + - высокая концентрация примеси) – для увеличения инжекции.

3. Область базы p - типа, легирована неравномерно – транзистор дрейфовый.

4. Область n+ -типа с целью создания омического перехода (для увеличения площади контакта).

5. Область n+ -типа (скрытый слой) – для уменьшения сопротивления Rк коллектора и уве-

личения быстродействия транзистора.

6. Область p+ -типа – выполняет функцию боковой изоляции образуя “карман”, внутри кото-

рого и находится вся структура транзистора.

 

 

 

 

Методика вычисления h-параметров. (приложение к стр.7)

 

Биполярный транзистор включен по схеме с общим эмиттером (ОЭ):

h11э = ΔUвх /ΔIвх = ΔUбэ /ΔIб = rвх, при условии, что изменение выходного напряжения ΔUвых = 0 или, что то же самое, напряжение между коллектором и эмиттером есть величина постоянная Uкэ = const.

rвх дифференциальное входное сопротивление. Кривая на левом графике полученная при Uкэ=1В соответствует условию Uкэ = const (Uвых = const). Рабочая точка (в которой вычисляется h11) выбирается на линейном участке кривой ВАХ.

 

h12э = ΔUвх /ΔUвых = ΔUбэ /ΔUкэ = [КОС], приусловии, что изменение входного тока ΔIвх = 0 или, что то же самое, ток базы есть величина постоянная Iб = const

(входной ток - это ток базы I вх= I б).

КОС – коэффициент обратной связи по напряжению между входом и выходом транзистора. (чем КОС меньше тем лучше).

Таким образом, на графике видно, что при постоянном токе базы Iб = const, изменение напряжения между коллектором и эмиттером от нуля до одного вольта ΔUкэ= 1- 0 = 1 [В], приводит к изменению входногонапряжения на величину ΔUвх (ΔUвх =ΔUбэ).

h21э = ΔIвых /ΔIвх = ΔIк /ΔIб = β, при условии, чтоизменение выходного напряжения ΔUвых = 0 или, что то же самое, напряжение между коллектором и эмиттером есть величина постоянная Uкэ = const.

β – коэффициент передачи по току биполярного транзистора включенного по схеме с общим эмиттером.

Таким образом, на графике видно, что изменение тока базы ΔIб = Iб 5 -Iб 4 (при постоянном напряжении на коллекторе) приводит к изменению тока коллектора на величину ΔIк .

 

h22э = ΔIвых /ΔUвых = ΔIк /ΔUкэ = 1/ ri, приусловии, что изменение входного тока ΔIвх = 0 или, что то же самое, ток базы есть величина постоянная Iб = const (Iвх= Iб).

1/ ri = выходная проводимость схемы с ОЭ.

Принимаем ток базы, соответствующий кривой ВАХ на линейном участке которой находится рабочая точка А, за постоянную величину I вх = const = Iб 4. (ΔIб4 = 0).

При этом видно, что изменение выходного напряжения ΔUвых = ΔUкэ приводит к изменению выходного тока или тока коллектора (ΔIвы = ΔIк).

 

Аналогичным образом вычисляются h- параметры и для других схем включения БП транзистора (ОБ и ОК).






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных