11.9 Интегральные мдп – транзисторы
Т
ак
как интегральные МДП-транзисторы не
требуют изоляции, их структура внешне
не отличается от структуры дискретных
вариантов. МДП-транзисторы, в которых
диэлектриком является SiO2
называют МОП транзисторы. Интегральные
МДП-транзисторы имеют следующие
особенности:
1 По сравнению с биполярными транзисторами, МОП транзисторы отличает технологическая простота: необходимы всего лишь один процесс диффузии и четыре процесса фотолитографии (под диффузию, под тонкий окисел, под омические контакты, и под металлизацию). Технологическая простота обеспечивает меньший брак и меньшую стоимость.
2 Отсутствие изолирующих карманов способствует лучшему использованию площади кристалла, т.е. повышению степени интеграции элементов. Однако, с другой стороны, отсутствие изоляции делает подложку общим электродом для всех транзисторов. Это обстоятельство может привести к различию параметров у внешне идентичных транзисторов.
Если на подложку задан постоянный потенциал, а истоки транзисторов имеют разные потенциалы, то будут разными и напряжения Uпи между подложкой и истоками.
3 Как известно, главным фактором, лимитирующим быстрое действие МДП-транзисторов, обычно являются паразитные емкости. Металлическая разводка, используемая в ИС, гораздо компактнее проволочного монтажа, свойственного узлам и блокам, выполненным на дискретных компонентах. Поэтому паразитные емкости интегрального МОП-транзистора меньше, чем дискретного, а его быстродействие соответственно в несколько раз выше.
11.10 ТРАНЗИСТОР С ТОНКОЙ БАЗОЙ
(СУПЕРБЕТА –ТРАНЗИСТОР)
Этот транзистор обладает высоким значением коэффициента передачи β (или В) и необходим для создания входных каскадов операционных усилителей.
Недостатком их является низкое напряжение пробоя коллектор - эмитер, что связано с эффектом Эрли и возможного смыкания границ коллекторного и эмитерного переходов («прокол» базы).
12 Полупроводниковые лазеры
12.1 Общие сведения
Лазером называют квантовый генератор или усилитель электромагнитного излучения оптического диапазона, основанный на использовании вынужденного излучения. Процесс генерации в лазере происходит благодаря усилению в активной среде (веществе с инверсной населенностью уровней) и наличию положительной обратной связи. Инверсия населенности уровней в лазере создается различными методами в зависимости от типа лазера.
В настоящее время разработано много методов создания инверсии населенности уровней (накачки) в лазерах. Основными видами накачки являются: оптическая, электрическая, химическая и лазерная.
При оптической накачке излучение мощного некогерентного источника света поглощается рабочим веществом, при этом происходит переход атомов из нижнего в верхнее энергетическое состояние. Этот метод используется в твердотельных и жидкостных лазерах.
Электрическая накачка осуществляется посредством достаточно интенсивного электрического разряда и применяется в газовых и полупроводниковых лазерах.
Химическая накачка происходит при соответствующих химических реакциях. Особым видом оптической накачки является накачка одного лазера лучем другого (лазерная накачка).
Положительная обратная связь в лазере создается с помощью оптического резонатора. Простейшим является оптический резонатор с плоскими параллельными зеркалами, расположенными на расстоянии L друг от друга (плоский резонатор). Положительная обратная связь образуется в резонаторе в результате многократных отражений электромагнитных волн от зеркал. Для ввода или вывода электромагнитной волны в резонатор одно из его зеркал делается частично пропускающим (полупрозрачным)
В полупроводниковых лазерах используется инверсия наслоенностей, получаемая в полупроводниках с одним или различными типами электропроводности (p-n-переход).