Drift tranzistori parametrii lor, avantaje și dezavantaje

1. Definiția, structura și caracteristicile tranzistorului de derivație

2. Procesele fizice în baza tranzistorului de derivație

2.1 Procese în baza de date cu un nivel scăzut de injectare

2.2 Procese în bază la densități mari de curent

3. Influența distribuției neuniforme a impurităților în bază asupra parametrilor tranzistorului de derivație

Lista surselor litas folosite

1. Definiția, structura și caracteristicile tranzistorului de derivație

Caracteristicile principale ale tranzistorului sunt determinate în primul rând de procesele care apar în bază. În funcție de distribuția impurităților în bază, poate sau nu să existe un câmp electric. Dacă există un câmp electric în absența curenților în bază, ceea ce facilitează mișcarea transportatorilor minoritari de la emițător la colector, tranzistorul se numește derivație. dacă câmpul este absent în baza de date, acesta este non-drift. Conform principiului de funcționare, tranzistoarele de derivație și non-drift sunt aceleași. Ele diferă numai în mecanismul de transport al transportatorilor prin regiunea de bază. În tranzistorul de derivație, viteza de transport în bază crește datorită câmpului de derivație, ceea ce duce la diferențe în valorile numerice ale parametrilor celor două tipuri de tranzistori.

Luați în considerare structura tipică a unui tranzistor derivat creat prin metoda dublei difuzii (Fig.1.1). [1]

Structura tranzistorului de derivație.

Să presupunem că un material semiconductor de tip p cu o concentrație de impurități de NaO este utilizat ca materie primă. De la suprafața difuziei semiconductoare a impurităților acceptor și donator, și la suprafața Na> Nd. Presupunem că difuzarea impurităților are loc în conformitate cu o lege simplă [1].

Un efect semnificativ asupra distribuției de impurități rezultată se datorează faptului că coeficientul de difuzie al impurității acceptoare diferă semnificativ de coeficientul de difuzie al impurității donatorului. Astfel, de exemplu, în germaniu, concentrația impurității acceptoare scade mai repede cu o distanță față de adâncimea semiconductorului decât concentrația donatorului (figura 2.1, a). Pentru a obține o imagine mai clară, ne bazăm pe baza figurii 1.2 și dependența diferenței Na-Nd pe x (figura 1.2, b).

Distribuția impurităților în tranzistorul de derivație.

Acum vedem trei regiuni din semiconductor: p-type (x<0, Na-Nd>0), tip p (W> x> 0, Na-Nd<0), р-типа (x>W, Na-Nd> 0). Prima zonă poate fi utilizată ca emițător al unui tranzistor, al doilea ca bază, al treilea ca un colector. De obicei, regimul de difuzie este ales astfel încât Nae >> Ndb, cp >> Nak (Ndb, cp este concentrația medie a impurității în bază). Prin urmare, aproximativ distribuția impurităților poate fi prezentată în fig. 1.2, c.

Datorită distribuției neuniforme a impurităților în bază (figura 1.2, d), există fluxuri de difuzie opuse ale electronilor și găurilor, care conduc la formarea unui câmp electric în bază. Formarea câmpului electric poate fi explicată după cum urmează. Concentrația atomilor din impuritatea donatorului în baza tranzistorului de tip p-n-p este mare la emițător și mică la colector. Concentrația electronilor liberi este, de asemenea, distribuită, deoarece electronii liberi sunt creați datorită ionizării atomilor de impuritate donatori. O parte din electronii liberi de la emițător se îndreaptă către acea parte a regiunii de bază care este situată la joncțiunea colectorului. Această deplasare creează o sarcină excesivă pozitivă a ionilor la emițător și o încărcare negativă a electronilor în joncțiunea colectorului. Astfel, se creează un câmp electric și panta benzilor de energie din regiunea de bază (Figura 1.3). Câmpul electric din bază este direcționat de la emițător la colector și, prin urmare, promovează mișcarea găurilor în această direcție. [2]

Figura 1.3. Drift tranzistor

Caracteristici ale tranzistorilor derivați. După cum se știe [3], tehnologia de difuzie face posibilă obținerea unei baze foarte subțiri, care în sine (chiar fără a se ține seama de distribuția impurităților) conduce la o serie de consecințe importante. Anume, alte lucruri fiind egale, timpul de difuzie tD este substanțial redus și coeficientul de transmisie # 946; deoarece acești parametri depind de pătratul grosimii bazei [3]. Grosimea de bază a tranzistorilor de derivație este de 5-10 ori mai mică decât cea a tranzistorilor de difuzie și, prin urmare, timpul de difuzie tD și constanta de timp # 964; # 945; se dovedește a fi de zece ori mai puțin; în consecință, frecvența limită f # 945; Raportul de transmisie # 946; din aceleași motive ar trebui să ajungă la 1.000 sau mai multe. De fapt, este mult mai mic și de obicei nu depășește 100-200. Acest lucru se datorează cantităților # 945; și # 946; depinde nu numai de grosimea bazei, ci și de durata de viață și de coeficientul de injectare. Datorită creșterea concentrației de impurități în apropierea emițătorului, și durata de viață a rezistivității, prin urmare, scăzută în tranzistorul de bază de drift este mult mai mică decât tranzistori de difuzie și eficiența injectării diferă mai mult de la unitatea [3].

Acum, să luăm în considerare distribuția inegală a impurităților în baza de date, de exemplu, p-n-p tranzistor (Figura 1.4 unde ld. - Donatorii lungime de difuziune) și prezintă acei investigatori, ceea ce conduce la o astfel de denivelări.

Figura 1.4. Distribuția impurităților în baza tranzistorului de derivație.

În primul rând, este evident că stratul de bază adiacent joncțiunii colector este aproape semiconductor intrinsec, deoarece atomii donori sunt difuzate într-o mare măsură compensa atomii acceptori de cristal original. În consecință, rezistivitatea acestui strat de bază este mare și tranziția colectorului este destul de largă. Prin urmare, Cc capacitanță se obține în mod substanțial (cu aproape un ordin) mai mică decât tranzistori de difuzie și este de mai multe picofarads. Din motive evidente, joncțiunea colector este netedă, nu pas, și, prin urmare, Ck capacitate este descrisă de formula [3].

unde l este lățimea tranziției.

Deoarece distanța de la rezervor adânc în bază, concentrația donatorului crește, iar rezistivitatea scade. Rezistența rezultată a bazei poate fi văzută ca rezultat al conectării paralele a straturilor de bază individuale cu conductivitate egală. Deoarece eterogenitatea bazei este baza mecanismului derivat al tranzistorului, concentrația Nd (0) este foarte mare; Nd (0) >> Na. k, unde Na. k este concentrația de acceptori în placa inițială (figura 1.4). Este evident că rezistența rb este determinată în principal de porțiunea bazei care este adiacentă la joncțiunea emițătorului și are cea mai mare conductivitate. Prin urmare, în ciuda grosimii considerabil mai mică a bazei W, valoarea rb pentru tranzistoarele de derivație este aproximativ aceeași ca și pentru tranzistoarele de difuzie și chiar mai mică.

Articole similare

• Pneurile fără aer, ceea ce este, designul, principiul de funcționare, avantajele și dezavantajele

• Bio șemineu în interiorul apartamentelor idei de aranjament, tipuri, avantaje și dezavantaje

• Tipul de caroserie a autovehiculului care sunt, scopul, avantajele și dezavantajele, ce corp

Trimiteți-le prietenilor: