Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С. -> "Физика полупроводниковых приборов Книга 1" -> 59

Физика полупроводниковых приборов Книга 1 - Зи С.

Зи С. Физика полупроводниковых приборов Книга 1 — М.: Мир, 1984. — 456 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov11984.djvu
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 142 >> Следующая

(как при токовом режиме работы), поскольку в этом случае /С1 = aNfE1.
Приведенные выше выражения можно использовать для схемы с общим
эмиттером, если выполнить следующую замену величин: при определении т0 и
т2 частота (% заменяется на частоту отсечки р, равную (aN/(\ -
- с%), /Е1 и 1Е2 заменяются на 1В1 и IB2, a aN заменяется на av/(l -
av); при определении производятся две последние замены: 1Е1 и 1Е2
заменяются на /В1 и 1В2, а aN заменяется на - ^лг)*
Из приведенных выше соотношений вытекает, что время переключения, т. е.
время включения т0 и время выключения (Ti ~Ь т2)> обратно пропорционально
частоте отсечки. Для повышения скорости переключения необходимо увеличить
частоту отсечки. Важно отметить, что быстродействие большинства
переключающих транзисторов ограничено накоплением в коллекторе, которое
может быть снижено при увеличении частоты отсечки.
3.6. РАЗНОВИДНОСТИ БИПОЛЯРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ
3.6.1. Масштабирование транзисторов
В интегральных схемах (ИС), и особенно в сверхбольших интегральных схемах
(СБИС), для повышения быстродействия и плотности размещения элементов
необходимо уменьшать размеры биполярных транзисторов. Прогресс в
уменьшении размеров биполярных транзисторов за последнее десятилетие
проиллюстрирован на рис. 35 [60]. Отметим, что основное отличие
транзисторов интегральных схем (интегральных транзисторов) от дискретных
транзисторов заключается в планарном расположении всех выводов на верхней
поверхности подложки, а также в необходимости электрической изоляции
транзисторов для предотвращения паразитного взаимодействия между ними. До
1970 г. использовалась изоляция р-я-переходом (рис. 35, а) и коллекторные
области и-типа отделялись друг от друга изолирующими р-областями,
смещенными в обратном направлении. С 1971 г. начали применять изоляцию
приборов термически выращенным окислом, что привело к существенному
уменьшению размеров (рис. 35, б). В 1975 г. научились ограничивать
окисной стенкой эмиттер, и площадь дополнительно уменьшилась на 50 %
(рис. 35, в). В настоящее время уменьшение всех размеров осуществляется
на основе принципа масштабирования: если коэффициент масштабирования
равен 2, то в результате площадь уменьшается в четыре раза, а ширина базы
- в два раза (рис. 35, г).
Биполярные транзисторы
193
гг
ттгя
U t << t i f/
Змиттер
) Коллектор
20
'Заза,
Змиттер I
I
Площадь ЗОООмкм2 I Змиттер |

т
7
-CZТЕ
>
1

I Коллектор
1500 мкм 2 ! Змиттер |
[зрз*
! /771 !
Ч
11
1
I
10-
дмиттер
za] zdi
ggg I ^оллектор J.
в00мкм 2
1 ,Змиттер
200мкм2 1
- Термический окисел
I '^jMurrep -^i
kzzzzzbl
\/L.n+\ окисе/I I [
n+
a
6
Рйс. 35. Уменьшение горизонтальных и вертикальных размеров биполярных
транзисторов за последнее десятилетие [60].
а - изоляция р - "-переходом; 6 - окисная изоляция; в, г -
масштабирование тран* зисторов с окисной изоляцией.
Трехмерное изображение транзистора с окисной изоляцией приведено на рис.
36. Изолирующие области можно выполнять непосредственно внутри
транзистора, что не только уменьшает общую площадь, но и значительно
улучшает характеристики прибора из-за уменьшения паразитных емкостей. С
развитием ионной имплантации, литографии и методов сухого травления можно
Рис. 36. Трехмерное изображение транзистора с окисной изоляцией [11].
194
Глава 3
в недалеком будущем ожидать появления биполярных транзисторов с
субмикронньгаи размерами, обладающих произвелением мощности на время
задержки менее 1 пДж.
3.6.2. Интегральная инспекционная логика [61, 62]
Интегральная инжекционная логика (И2Л) с 1972 г. получила широкое
распространение в логических и запоминающих устройствах. Ее
привлекательными особенностями являются совместимость с технологией
биполярных транзисторов, простота топологии и высокая плотность упаковки.
Эквивалентная электрическая схема и разрез структуры интегральной
инжекционной логики представлены на рис. 37. Базовый элемент И2Л содержит
продольный р-п-р-транзистор Qi и инверсный вертикальный многоколлекторный
п-р-я-транзистор Q2. Поскольку для И2Л не требуются изолирующие области и
резисторы, плотность упа-
Выход
о
ООО
а
Вход
а
Коллекторы
Si02
Е В г
л.
л
\вертикальный j п-р-п (Q2)
у
п
¦( Об'щий п*- эмиттер
7
Пробельный p-n-p (af)
р - подложка
S'
Рис. 37. Интегральная инжекционная логика. а - эквивалентная схема
элемента; б - разрез элемента.
Биполярные транзисторы
195
р - 6а /is
----(База)
n-/Hx6ai-x/ls
(Эмиттер)
__________ ____if с
л-Ga/ls Ер
(Коллектор)
Рис. 38. Зонная диаграмма гетеропереходного п - р - п-транзистора.
ковки схем может быть очень высокой. Для повышения быстродействия в
качестве коллекторов целесообразно использовать диоды Шоттки (гл. 5)
[63].
3.6.3. Транзисторы с гетеропереходами [64]
Энергетическая зонная диаграмма гетеропереходного транзистора с
широкозонным эмиттером приведена на рис. 38. Прибор имеет эмиттер гс-типа
из Al^Ga^As, базу /7-типа из GaAs и коллектор я-типа из GaAs. К
Предыдущая << 1 .. 53 54 55 56 57 58 < 59 > 60 61 62 63 64 65 .. 142 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed