|
| |
|
Главная Журналы коллекторных областей, то, выбирая ту или иную геометрию, можно регулировать величину токов. Правда, коэффициент передачи тока у двухколлекторного тра«зисто;ра в схеме ОЭ 21эс6щ- -1+52/213 > Решая равенство (3.60) относительно площадей коллекторов, по-.оучаем Kl 215общ (213+ ) 213~21Эобщ Если при тщательной технологии можно добиться больших значений 21Э параметр Й2Эр5щ можно сделать менее зависимым от технологии по сравнению с Агш- Частотные характеристики р-п-р транзистора с горизонтальной инжекцией носителей. В связи с тем, что у такого р-п-р транзистора сравнительно большая пассивная часть базы, они имеют низкую частоту единичного усиления. Большая толщина базы, как известно, приводит к увеличен-то времени переноса носителей, которые попадают в коллекторную область. В свою очередь, большой коэффициент отношения площади дна эмиттера к площади его стенок неблагоприятно влияет как на коэффициент передачи тока, так и иа частотные характеристики транзистора. Эпитаксиальный слой под дном эмиттера способствует увеличению объема накопления неосновных носителей, а также увеличению коллекторного тока. Чтобы оценить частотную характеристику р-п-р транзистора с горизонтальной инжекцией носителей, вычислим его частоту единичного усплеиия. Частоту единичного усиления приближенно можно определить, не учитывая влияние р-п-р транзистора с вертикальной инжекцией носителей, как отношение коллекторного тока ко всему заряду неосновных носителей в области базы: fr = -2-- (3-61) При наличии паразитного р-п-р транзистора с вертикальной инжекцией носителей под эмиттером накапливается больше заряда и частота единичного усиления равна /к Do I -\-SJS-w„/Wj; Из выражения (3.62) видно, что при наличии паразитного транзистора частота единичного усиления основного р-п-р транзистора понижается. Пример 3.3. Определить частоту единичного усиления р-п-р транзистора горизонтальной структуры, если £)р=12-10 м7с, а эффективная толщина базы шв = 3 мкм. D„ 12-10-s.l02 12-10* = 1= 3.14-3= =ЗЛ4:9 = 2 Гц. Б заключение можно оказать, что хотя при анализе р-п-р транзистора горизонтальной структуры мы многие величины аппроксими-овалн, рассчитанные велтииы получались реальными (213 20, f от 2 до 5 МГц). Малосигнальиая модель р-п-р транзистора с горизонтальной инжекцией носителей. Модель такого р-п-р транзистора, так же как и модели п-р-п транзистора вертикальной структуры, можно получить на основании соответствующих завистмостой между токами н напряжениями в транзисторной структуре. Вывод этих формул приведен в § 3.3, и они будут примерно такими же и для р-п-р транзистора. Однако эквивалентная схема горизонтального р-п-р транзистора с горизонтальной инжекцией носителей несколько отличает- о-CZ К -о 9/<s 9s:-: /76 оЭ ,Сбк :<э Рис. 3.14. Эквивалентная схема р-п-р транзистора с горизонтальной инжекцией носителей без учета паразитного транзистора. Рис. 3.15. Эквивалентная схема р-п-р транзистора с горизонтальной инжекцией носителей с учетом паразитного транзистора. ся от эквивалентной схемы п-р-п транзистора с вертикальной инжекцией носителей. Это связано с тем, что только небольшая часть носителей, инжектируемых эмиттером р-п-р транзистора, достигает его коллектора. В транзисторе р-п-р очень сильно проявляется эффект Эрли (модуляцля толщины базы), паразитные и другие эффекты. С учето1м оказанного эквивалентная схема р-п-р транзистора с горизонтальной инжекцией носителей будет содержать управляемый источник тока, резисторы, моделирующие пассивную (периферийную) часть области базы, различные утечки, передаточную и коллектор.ную проводимости, диффузионные и барьерные емкости эмиттерного и коллекторного р-п переходов и т. д. На рис. 3.14 изображена эквивалентная схема р-п-р транзргстора с горизонтальной инжекцией носителей для случая, когда паразитный р-п-р транзистор с вертикальной инжекцией носителей стиоси-тельио подложки отсутствует, а на рис. 3.15 - эквивалентная схема такого р-п-р транзистора при наличии паразитного транзистора. Обе эти эквивалентные схемы учитывают двумерный поток носителей 8 базе. Проводимость §бэ, обусловленная рекомбинацией носителей в базе, может быть определена по формуле Ввэ- ди /г2этут (3.63) Передаточная проводимость gy определяется аналогачно: еБК=Л<М¥т- (3.64) Проводимость g„2 можно определить, используя известное выражение qps Dp g" = 713, (3-65) Рэ = («•/д) [ехр Ытг) - I]• (3.66) Проводимость база - подложка учитывает утечку тока через р-п переход эпитаксиальный слой - подложка. Что же касается емкостей, изображенных на эквивалентных схемах, то их параметры определяются через физические характеристики транзисторной структуры. Почти все параметры элементов эквивалентных схем р-п-р транзисторов с горизонтальной инжекцией носителей, за исключением некоторых диффузионных емкостей, могут быть определены экспериментально. 3.6. СОСТАВНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ Поскольку номиналы активных элементов интегральных микросхем могут изменяться в сравнительно небольшом диапазоне, то для АПИМ большое значение имеют составные транзисторные структуры. Составные интегральные транзисторы в настояшее время могут быть реализованы в основном на основе двух транзисторов одного или разного типа проводимости [47, 63]. Существующие технологические методы изготовления полупроводниковых интегральных микросхем позволяют изготовлять в одном изолированном «кармане» два п-р-п транзистора, например, с общим коллектором (см. рис. ЗЛ,ж), транзистор п-р-п с вертикальной инжекцией носителей и р-п-р транз;истор с горизонтальной инжекцией носителей, которые могут быть соединены между собой разными способами. Однако транзисторы, соединенные по составной схеме, не обязательно должны быть реализованы в одном изолированном «кармане». Таким образом, проанализируем возможные способы соединения двух транзисторов в составе составного транзистора, если они могут включаться по трем схемам (ОЭ, ОК, ОБ). Если брать прямое включение транзисторов, то можно получить девять схем соединения транзисторов, которые приведены в табл. 3.1. Из этих 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 [ 32 ] 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 |