Диодное включение транзисторов (Диоды интегральных схем на БПТ)

По технологическим соображениям в качестве диодов в полупроводниковых микросхемах используют р-n -переходы транзисторных структур: эмиттерный или коллекторный, а так же их сочетание.

Пять возможных вариантов диодного включения транзисторов представлены на рис.1-5. Каждой из схем 1-5 соответствует определенный признак схемы (рис. 16-20), эквивалентная схема (рис. 11-15) и некоторые параметры: напряжение пробоя (29-30), барьерная емкость используемого перехода (21-24), время восстановления обратного тока диода - параметр, отвечающий за быстродействие – (рис. 25-28). Например, схема 5 с признаком U _кб=0 (рис.18) имеет разрез структуры – рис.6 и эквивалентную схему 12. Работает в этой схеме переход эмиттер-база, значит барьерная емкость, действующая на переходе – С _эб. Эту схему целесообразно использовать в быстродействующих цифровых микросхемах, т.к. заряд накапливается только в базе, поэтому время восстановления обратного тока (т.е. время переключения диода из открытого в закрытое состояние) минимально – 10 нс (рис. 25). В схемах, где работает эмиттерный переход, напряжение пробоя не превышает 5...8 В, барьерная емкость 0,5 пФ, а у диодов на основе коллекторного перехода напряжение пробоя 20...50 В, барьерная емкость 0,7 пФ.

Параметры схем различны, так как концентрация примесей (а значит и носителей) больше в эмиттерном переходе, и площадь коллекторного перехода больше площади эмиттерного.

Схема
Признак схемы	UКБ = 0	Iк = 0	UБ Э = 0	IЭ = 0	UКЭ = 0
Работающий переход	Б–Э	Б–Э	Б–К	Б–К	Б–Э Б–К
Прямое напряжение, В	0,5...0,6	0,5...0,6	0,6...0,7	0,6...0,7	0,5...0,6
Напряжение пробоя, В	5...7	5...7	30–50	30–50	5...7
Барьерная емкость, пФ	0,5	0,5	0,7	0,7	1,2
Время восстановления, нс

Эти же схемы можно использовать для изготовления стабилитронов. Если необходимы напряжения 5–10 В, то используют обратное включение диода I к = 0 в режиме пробоя, если требуются напряжения 3–5 В, то применяют обратное включение диода Uбэ = 0, используя эффект смыкания (с ростом напряжения на коллекторе ширина коллекторного перехода расширяется настолько, что ширина базы уменьшается до нуля, переходы транзистора смыкаются, ток беспрепятственно проходит из эмиттера в коллектор, наступает пробой). Для изготовления стабисторов можно использовать схему Uкб = 0.