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

Разработка электронного функционального устройства, реализующего передаточную функцию
Целью настоящего курсового проекта является разработка электронного функционального устройства реализующего заданную передаточную функцию. Разработка устройства ...

Расчет волоконно–оптической линии связи
Совершенно очевидно, что научно-технический прогресс во многом определяется скоростью и объемом передаваемой информации. Возможности резкого увеличения потока информа ...

Меню

Copyright @2021, TECHsectors.ru.