11.5 Интегральный транзистор с барьером шотки

Осуществляется управление полярностью коллектора с помощью диода. В данной структуре оригинально решена задача сочетания транзистора с диодом Шотки: алюминиевая металлизация, обеспечивающая омический контакт с p-слоем базы, продлена в сторону коллекторного n-слоя (рис. 11.7). На первый взгляд, коллекторный слой оказался закороченным со слоем базы.

На самом деле алюминиевая полоса образует с p-слоем базы невыпрямляющий, омический контакт, а с n-слоем коллектора выпрямляющий контакт Шотки. Данное структурное решение можно использовать и в многоэммитерном транзисторе МЭТ. В обоих случаях отсутствуют накопление и рассасывание избыточных зарядов и получается выигрыш в 1,5 – 2 раза во времени переключения транзисторов из полностью открытого в закрытое состояние.

Эквивалентная схема интегрального транзистора с барьером Шотки представлена на рис. 11.8

Когда транзистор заперт или работает в активном режиме, потенциал коллектора положителен относительно базы; следовательно, диод находится под обратным смещением и не влияет на работу ключа. Когда в процессе формирования фронта потенциал коллектора относительно базы проходит через нуль и делается отрицательным, диод отпирается и на нем устанавливается прямое напряжение Uд⁺. Если это напряжение меньше 0,5 В, то коллекторный переход практически заперт, а значит, исключается режим двойной инжекции и накопление избыточного заряда, свойственные режиму насыщения. Соответственно при запирании ключа будут отсутствовать этап рассасывания избыточного заряда и задержка среза.

11.6 Интергральный p-n-p-транзистор

Эмиттерный и коллекторный слои получаются на этапе базовой диффузии, причем коллекторный слой охватывает эмиттер со всех сторон (рис. 11.9). Это позволяет собирать инжектированные дырки со всех боковых частей эмиттерного слоя. Приповерхностные боковые участки p-слоев характерны повышенной концентрацией примеси, что способствует увеличению коэффициента инжекции. Поскольку базовая диффузия сравнительно мелкая (2-3 мкм), ширину базы удается сделать порядка 3-4 мкм. В результате предельная частота может составлять до 20-40 МГц, а коэффициент усиления до 50. Из рис.11.9 видно, что горизонтальный p-n-p-транзистор является бездрейфовым, т.к. его база о днородная – эпитаксиальный n-с

P

лой. Этот фактор вместе с м

n

еньшей подвижностью дырок п редопределяет примерно на порядок худшие частотные и переходные свойства p-n-p-транзистора. Горизонтальному р-n-р-транзистору свойственна электрофизическая симметрия, т.к. слои эмиттера и коллектора однотипные. Это означает, что пробивные напряжения элиттерного и коллекторного переходов одинаковы. Близкими оказываются также нормальный и инвересный коэффициенты усиления тока.

Горизонтальная структура позволяет легко осуществить многоколлекторный р-n-р-транзистор: достаточно разделить кольцевой р-коллектор на n-частей и сделать отдельные выводы от каждой части. Коэффициент усиления по каждому из коллекторов будет примерно в n раз меньше, чем для единого коллектора, но все коллекторы будут действовать «синхронно»; а нагрузки, присоединенные к ним, будут изолированы – «развязаны» друг от друга.

Главные недостатки горизонтального р-n-р-транзистора – сравнительно большая ширина базы и ее однородность. Эти недостатки можно устранить в вертикальной структуре за счет дополнительных технологических операций.

На рис. 11.10 представлена структура - вертикального р-n-p-транзистора.