Расчет биполярных интегральных транзисторов

В полупроводниковых ИМС на биполярных транзисторах основным является n-p-n транзистор. Все n-p-n транзисторы можно разделить на 2 группы:

а. Универсальные,

б. Специальные.

Универсальные в свою очередь делятся на: микро и маломощные (рассеиваемая мощность в диапазоне 0,3…3 мВт), транзисторы средней мощности (3…25мВт), мощные транзисторы (более 25мВт). Специальные делятся на: многоэмиттерный транзистор и p-n-p транзистор.

Выбор геометрических размеров транзисторов, количество эмиттеров, базовых и коллекторных контактов и их форма определяются требованиями к параметрам. Максимальная плотность эмиттерного тока, превышение которой приводит к уменьшению коэффициента усиления транзистора, ограничивает рабочий ток. Определение размеров эмиттерной области а, следовательно, и топологии транзистора проводится исходя из обеспечения максимального коэффициента усиления при рабочем токе эмиттера [2].

Расчет геометрических размеров эмиттерной области ведется следующим образом. Длина эмиттерной области рассчитывается по формуле

le = 3dmin + Δ,(2.1)

где

dmin-минимальный геометрический размер, обеспечиваемый используемым методом литографии.

Далее определяем максимальный удельный ток для произвольного случая по формуле

,(2.2)

где

Iemax-эмиттерный ток, превышение которого вызывает переход к высокому уровню инжекции;

β-максимальное значение коэффициента передачи тока;

.(2.3)

При ψ < 1 рабочей или “активной” является левая часть эмиттера, ближайшая к базовому контакту.

После определения геометрических размеров эмиттерной области транзистора необходимо определить полные геометрические размеры этого элемента. Для примера выберем одну из конфигураций транзистора (рис.2.1).

Найденные исходные данные le и be.

lb ≥ le + 4dmin + 2Δфш + Δсовм ,(2.4)

bb ≥ be + 2dmin + 2Δфш + Δсовм ,(2.5)

где

Δсовм–погрешность при совмещении фотошаблонов,

Δфш–погрешность при изготовлении фотошаблонов.

,(2.6)

,(2.7)

где

a-минимальное расстояние между краем разделительной диффузии и краем диффузии n+- слоя к коллектору.

,(2.8)

,(2.9)

.(2.10)

Рисунок 2.1 - Топологический чертеж маломощного n-p-n транзистора

Размеры коллектора определяются как

,(2.11)

.(2.12)

По такой же методике рассчитываются геометрические размеры таких элементов, как p-n-p транзисторы и диоды на основе какого-либо перехода транзистора.

Рассчитанные таким образом линейные размеры транзистора с конкретной конфигурацией является минимально возможным для данного типа технологии и должны быть учтены для конкретных параметров и конкретных областей применения транзистора.

Другие публикации

Unix-подобные системы
UNIX — группа переносимых, многозадачных и многопользовательских операционных систем. Первая система UNIX была разработана в 1969 г. в подразделении Bell Labs ком ...

Нелинейное представление информации, гипертекст и его использование в коммуникации
В эпоху современных информационных технологий новые формы коммуникации получают стремительное распространение. Наряду с привычным средствами массовой информации (прес ...

Меню

Copyright @2020, TECHsectors.ru.