Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С. -> "Физика полупроводниковых приборов Книга 1" -> 60

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 .. 54 55 56 57 58 59 < 60 > 61 62 63 64 65 66 .. 142 >> Следующая

преимуществам гетеротранзистора относится следующее: 1) высокая
эффективность эмиттера, так как потоку дырок (неосновных носителей в
эмиттере) из базы в эмиттер препятствует высокий барьер в валентной зоне;
2) уменьшенное сопротивление базы, поскольку база может быть сильно
легирована без снижения эффективности эмиттера; 3) меньшее вытеснение
тока в эмиттере вследствие малого падения напряжения вдоль перехода
эмиттер-база; 4) улучшенная переходная характеристика из-за высокого
коэффициента усиления по току и низкого сопротивления базы; 5)
расширенный температурный диапазон - гетеротранзистор может работать при
более высоких температурах (~350 °С), так как ширина его запрещенной зоны
больше, и при низких температурах (вплоть до гелиевых (4 К)), так как
содержит мелкие примесные уровни. В настоящее время получены
гетеротранзисторы с коэффициентом усиления по току Ро я"; 350 [65].
Однако из-за технологических ограничений частота отсечки не превышает 1
ГГц.
3.6.4. Транзисторы на горячих электронах
Горячими считаются те электроны, энергия которых превышает энергию Ферми
на несколько kT, где k^- постоянная Больцмана, а Т - температура решетки.
Было предложено много трехэлектродных структур, подобных биполярным
транзисторам, с переносом горячих электронов от эмиттера к коллектору.
Первый такой прибор со структурой металл-диэлектрик-металл-
196
Глава 3
---\М \Д\М\Д\~М
Е П_________________Ge
"77777777
Змиттер База Коллектор
а
¦-| Si Ш\ бе ^
¦Мп \CdS\Au\ Ge
у?Г'
-f в ¦>1 \^-Wg
6
W?~-
з
Рис. 39. Транзисторы на горячих электронах [67].
а - МДМДМ-структура; б - туннельный транзистор; в - транзистор о
металлической базой; г - транзистор с ограничением тока пространственным
зарядом.
диэлектрик-металл (МДМДМ), в котором протекание тока в слое диэлектрика
происходило за счет туннелирования (рис. 39, а), известен с 1960 г. [66].
Лучшие характеристики имеет прибор с коллектором в виде диода Шоттки
(рис. 39, б). Дальнейшее улучшение прибора связано с использованием
эмиттера в виде барьера Шоттки (рис. 39, в). Предлагалось также
использовать эмиттер в режиме ограничения тока пространственным зарядом
(рис. :39, г).
Основное отличие этих транзисторов от других приборов заключается в
способе инжекции электронов в базу [67 ]. Только транзистор с
металлической базой обладает потенциально лучшими СВЧ-характеристиками,
чем биполярный транзистор. Однако экспериментально полученные значения а0
при комнатной температуре малы (~0,3). Эти результаты получены для
транзистора со структурой Si-Au-Ge при толщине золотой пленки 90 А [68].
Использование перспективных технологических методов (молекулярно-лучевой
эпитаксии, выращивания монокри-сталлических пленок металла на
полупроводниках [69 ] и переход на работу при низких температурах)
позволяет надеяться на получение хороших высокочастотных характеристик и
высоких коэффициентов усиления по току.
3.6.5. Транзисторы с проницаемой базой [70]
Трехмерное изображение транзистора с проницаемой базой приведено на рис.
40. Прибор имеет четырехслойную структуру: подложку из GaAs /г+-типа,
слой эмиттера из GaAsrt-тигт, фигур-
Биполярные транзисторы
197
базовый контакт
Коллекторный контакт
Gads, подвергнутый протонной бомбардировке
Вольфрамовая сетка с периодом 0,32 мкм
Эмиттерный контакт Рис. 40. Транзистор с проницаемой базой [70].
Коллектор
База
Гг/
т
а 6
Рис. 41. Эквипотенциальные линии отдельной ячейки транзистора с
проницаемой базой при различных условиях смещения [70]. а - при Vве = 0
В; б - при VBg = 0,3 В; в - при V- 0,5 В.
198
Глава 3
ную металлическую сетку (из вольфрама толщиной 200 А), образующую барьер
Шоттки высотой 0,8 В, и слой коллектора /z-типа. Ширина металлических
гюлосок и зазоры между ними составляют 1600 А. При изготовлении
транзистора с проницаемой базой были использованы рентгенолитография и
эпитаксиальное наращивание полупроводникового слоя над металлическим
слоем. На рис. 41 приведены теоретически полученные эквипотенциальные
линии в поперечном сечении прибора для трех различных условий смещения.
На рис. 41, а к коллектору приложено напряжение Г В, а база и эмиттер
заземлены. При движении от эмиттера к коллектору электроны должны пройти
через область с отрицательным потенциалом, т. е. над потенциальным
барьером. В центре зазора между металлическими полосками барьер наиболее
низкий (0,25 В), а около границы металл-полупроводник барьер наиболее
высокий (0,6 В). Наличие высокого барьера обусловливает малую плотность
тока в цепи коллектора (~5 А/см2). Однако, если сместить базу в прямом
направлении на 0,3 В (рис. 41, б), барьер понизится и плотность
коллекторного тока возрастет до 900 А/см2. При дальнейшем повышении
смещения на базе накопление носителей приведет к ограничению тока
пространственным зарядом (рис. 41, в). Коэффициент усиления по току в
схеме с общей базой при смещении на базе ниже 0,4 В остается выше 0,99
благодаря потенциалу барьера Шоттки. Когда напряжение на базе достигает
Предыдущая << 1 .. 54 55 56 57 58 59 < 60 > 61 62 63 64 65 66 .. 142 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed