Среди многочисленных разновидностей транзисторов наибольшее распространение получили сплавные, сплавно-диффузионные, диффузионно-планарные, мезапланарные и эпитаксиально-планарные транзисторы (рис. 1). Сплавные транзисторы (преимущественно германиевые) изготовляют по сплавной технологии получения p-n- переходов. Транзисторная структура с двумя близко расположенными p-n- переходами показана на рис. 2, а одна из наиболее распространенных конструкций сплавного транзистора - на рис. 3 (где 1 - кристалл Ge; 2 - кристаллодержатель; 3 - электрод эмиттера; 4 - электрод коллектора; 5 - базовое кольцо; 6 - корпус; 7 - основание; 8 - выводы). В сплавных транзисторах трудно сделать очень тонкую базу, поэтому они предназначены только для низких и средних частот, их могут выпускать на большие мощности, до десятков ватт. В мощных транзисторах электронно-дырочные переходы выполняют большой площади, вывод коллектора соединяется с корпусом. Основание корпуса для лучшего охлаждения изготавливают в виде массивной медной пластины, которую монтируют на теплоотводе или на шасси электронной схемы. Недостатки сплавных транзисторов - сравнительно невысокая предельная частота fa 20 МГц, значительный разброс параметров и некоторая нестабильность свойств транзистора во времени. Сплавно-диффуэионные транзисторы изготавливают сочетанием сплавной технологии с диффузионной. В этом случае наплавляемая навеска содержит как донорные (сурьма), так и акцепторные (индий) примеси. Навески размещают на исходной полупроводниковой пластине и прогревают. При сплавлении образуется эмиттерный переход. Однако при высокой температуре одновременно с процессом плавления происходит диффузия примесей из расплава в глубь кристалла. Примеси доноров и акцепторов распределяются по толщине кристалла при этом неравномерно, так как разные примеси диффундируют на разную глубину (например, диффузия сурьмы идет скорее, чем индия). В кристаллов результате образуется диффузионный базовый слой n- типа с неравномерным распределением примесей (получается «встроенное» в базу электрическое поле). Коллектором служит исходная пластинка герма-ния p -типа. Перенос неосновных носителей через базовую область осуществляется в основном дрейфом во «встроенном» электрическом полем транзисторы поэтому называют дрейфовыми. Толщина базы транзисторов.может быть уменьшена до 0,5-1 мкм. Рабочие частоты достигают 500-1000 МГц. Широкий диапазон частот является основным достоинством этой разновидности транзисторов. К недостаткам относятся низкие обратные напряжения на эмиттере из-за сильного легирования эмиттерной области, а также трудности в разработке транзисторов на высокие напряжения и большие мощности. В последние годы при изготовлении дрейфовых транзисторов широко используется метод двойной диффузии. В этом случае базовая и эмиттерная области получаются при диффузии примесей п- и p- типа в исходную пластинку полупроводника. Такие транзисторы изготавливают в виде планарных структур и меза-структур.
|
|
|
|
4.Программа расчета параметров диода и транзистора
Данная программа написана на языке программирования Pascal. Суть программы состоит в том, что по вводимым данным программа, с помощью физических формул, рассчитывает параметры диода и транзистора.
Основные расчетные формулы:
-входное сопротивление
-коэффициент обратной связи по напряжению
-коэффициент передачи по току
-выходная проводимость
Паспортные данные биполярного транзистора МП39:
h21э | IК мах , мА | UКэмах ,В | UКбмах,В | РКмах ,мВт |
16..60 | -15 | -20 | 150 103 |
Схемы исследования биполярного транзистора:
Результаты полученных измерений:
Семейство входных характеристик транзистора Uбэ=f(Iб) при Uкэ=const
Uкэ=0 В | Iб,мА | 0,06 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,8 | |
Uбэ,В | 0,1 | 0,12 | 0,14 | 0,16 | 0,12 | ||
Uкэ=5 В | Iб,мА | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 0,6 | 0,8 | |
Uбэ,В | 0,15 | 0,18 | 0,22 | 0,25 | 0,27 | 0,28 |
Семейство выходных характеристик транзистора Iк=f(Uкэ) при Iб=const
Iб=0.2 мА | Uкэ, В | 0,2 | |||||
Iк, мА | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,9 | 1,95 | ||
Iб=0.4 мА | Uкэ, В | 0,2 | |||||
Iк, мА | 2,3 | 4,2 | 4,4 | 4,6 | 4,9 | ||
Iб=0.56мА | Uкэ, В | 0,2 | |||||
Iк, мА | 3,2 | 6,8 | 7,1 | 7,2 | 7,6 |
Семейство прямой передачи по току Iк=f(Iб) при Uкэ=const
Uкэ=2В | Iб,мА | 0,2 | 0,4 | 0,6 |
Iк,мА | 1,8 | 4,2 | 7,2 | |
Uкэ=9В | Iб,мА | 0,2 | 0,4 | 0,6 |
Iк,мА | 2,2 | 5,2 | 9,2 |
h11э= (Uбэ’’’-Uбэ’’)/(Iб’’’-Iб’’) при Uкэ=Uкэ’’
h11э=0,125 Ом
h12э= (Uбэ’’’-Uбэ’)/(Uкэ’’-Uкэ) при Iб=Iб’’’
h12э=0,012
h22э=(Iк’’-Iк’)/(Uкэ’’-Uкэ’) при Iб=const
h22э=0,1 Cм
h21э=(Iк’’’-Iк’)/(Iб’’’-Iб’’) при Uкэ=const
h21э=17,5