Элементы биполярных ис
Элементы биполярных ис
Основным элементом в биполярных ИМС является биполярный n-p-n транзистор. Он обладает лучшими характеристиками, чем транзистор p-n-p типа, а техника изготовления более проста. Поэтому технологический процесс изготовления биполярных интегральных схем отрабатывается так, чтобы параметры n-p-n транзистора были оптимальными, а остальные элементы изготовлены по техническому оптимуму для данного транзистора. n+ эмиттер n- коллектор p- база разделительный p+ слой скрытый n+ слой контактное окно в окисле n+ эмиттера контактное окно окисла p базы n+ слой коллектора контактное окно в окисле n+ коллектора металлизированные проводники
Типичная конфигурация биполярных транзисторов в плане.
Основными параметрами интегрального транзистора являются :
- - коэффициент усиления β, 100-200
- - предельная частота fr, мГц 200-500
- - коллекторная емкость Ck, 0,3-0,5
- - пробивное напряжение коллекторного перехода vкб, 40-50 В
- - пробивное напряжение эмиттерного перехода, 7-8 В
Супер β-транзисторы
Интегральные диоды – их функцию в интегральных элементах выполняют транзисторы с определенной коммутацией электродов.
|
БК-Э, Э-Б |
Б-ЭК |
БЭ-К, БК |
Uпр (В) |
7-8 |
7-8 |
40-60 |
Iобр (мА) |
0,5-1 |
20-40 |
15-30 |
Напряжение пробоя больше у тех вариантов коммутации, в которых используется p-n переход. Но у них выше и больше обратные токи. Меньшее сопротивление пробоя и меньшие токи имеют варианты, в которых используется эмиттерный переход. Емкость максимальна у структуры Э,Б-К, емкость на подложке минимальна у структуры БЭ. По совокупным параметрам оптимальны схемы коммутации Э,Б-К и Э-Б. Для исключения воздействия смежных эмиттеров, которые образуют паразитные горизонтальные n-p-n транзисторы, расстояние между ними выбирают не меньше диффузионной длины носителей в базовом слое (10-15 микрон).
Многоколлекторные n-p-n транзисторы
Латеральный (горизонтальный) p-n-p транзистор Транзистор p-n-p используется как нагрузочный для n-p-n переключателя транзисторов. Их изготовление одновременно с транзисторами типа n+-p-n по обычной технологии. Эмиттерные и коллекторные слои получаются на этапе базовой диффузии. Базовая область формируются на основе эпитаксиального слоя с подлегированием контактной области во время эмиттерной диффузии. Горизонтальные транзисторы имеют коэффициент усиления β 50-100, так как в них используется инжекция, то есть перенос не основных носителей заряда, только боковых областей эмиттера. Предельная частота 50 мегагерц, в том случае, если расстояние между эмиттером и коллектором 3-4 микрона. Если β будет 1,5-20 , причем частота 2-5 мегагерц, если расстояние 6-12 микрон. Для подавления действия паразитных p-n-p транзисторов (p-эмиттер, n-база, p-подложка): уменьшение площади дополнительной части эмиттера использование скрытого n+ слоя вдоль границы эпитаксиального слоя и подложки