Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Monolit technika Bipoláris technológia Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET 2006-2013.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Monolit technika Bipoláris technológia Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET 2006-2013."— Előadás másolata:

1 Monolit technika Bipoláris technológia Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET

2 2 Bipoláris technológia ~1960- tól alkalmazzák (TTL) Bevezetésének érdekessége: logikai tervezés Manapság analóg áramkörök technológiája A következő képek nem méretarányosak! –laterális méret: 100  m –vertikális méret: 1-10  m

3 3 npn tranzisztor előállítása I. Eltemetett réteg (n+) kialakítása p tip. hordozóban Ez a dinamikus ellenállást (r d ) csökkenti 1. maszk

4 4 npn tranzisztor előállítása II. Epitaxiális réteg (n) kialakítása Ez lesz majd a kollektor

5 5 npn tranzisztor előállítása III. Szigetelő diffúzió (p+) Elkülöníti a különböző tranzisztorokat egy szeleten elektromosan 2. maszk

6 6 npn tranzisztor előállítása IV. Ablaknyitás, és p diffúzió Ez fogja szolgáltatni a bázist 3. maszk

7 7 npn tranzisztor előállítása V. Ablaknyitás, és n+ diffúzió Ez fogja adni az emittert, és a kollektor kivezetést A kollektornál az n+ réteg a Schottky átmenet kiürített rétege kicsi legyen (a réteg egy potenciálgát, de ha elég kicsi, akkor alagúthatás révén az elektronok átlépik) 4. maszk

8 8 npn tranzisztor előállítása VI. Kontaktusablak nyitás E, C, B részére 5. maszk

9 9 npn tranzisztor előállítása VII. Fémezés és megmunkálása 6. maszk A kapott struktúra jellemzése: –E erősen adalékolt –B keskeny –B-ben van beépített tér (diffúzió révén) –n+ réteg a r d csökkentéséért

10 10 A koncentráció eloszlásfüggvénye I. A bázis bépített tere: –  U=26mV*ln100=120mV –  x=1  m –E=  U/  x=120 kV/m

11 11 A koncentráció eloszlásfüggvénye II. Itt van egy pnn+p parazita tranzisztor Az n+ a lyukak terjedését gátolja, ezzel a parazita tranzisztor ellen is védi a struktúrát

12 12 A koncentráció eloszlásfüggvénye III.

13 13 Laterális pnp tranzisztor n+ réteg a pnp parazita tranzisztort gátolja Hátrányok: –emitter nem erősen adalékolt –bázis homogén –oxid közelében folyik az áram  oxid közelében kristályhibák vannak  nagy rekombinációs centrum –B áramerősítési tényező kicsi

14 14 Javítások az pnp laterális tranzisztor hibáira Emitter - kollektor közötti hasznos felület növelése (áthaladó elektronok száma nő) B növelése: kompozit fokozat alkalmazása Bázis Emitter Kollektor

15 15 A pnp tranzisztor előnye Az npn tranzisztorral szemben az emitter-bázis letörési feszültsége nagy, akkora mint a bázis-kollektor letörési feszültsége.

16 16 Vertikális pnp tranzisztor Szubsztrát tranzisztornak is nevezik, mivel a szubsztrát egyben a kollektor is E-B letörési feszültsége nagyobb Kisebb a transzport hatásfok (bázis homogén) Kisebb az emitter hatásfok (emitter gyengén adalékolt) 1 szeleten csak ez az egy tranzisztor lehet (kollektor a szubszrát)

17 17 Bázis ellenállás Csonka bipoláris tranzisztor (nincs C, E) n+ réteg a parazita pnp tranzisztor ellen véd R=100Ω...1kΩ (Az adalékolás határozza meg.)

18 18 Adalékolás-ellenállás viszony A bázis (p)  Gaussi görbe szerinti az adalékolása (a skála logaritmikus  parabola) Egy W szélességű, L hosszúságú ellenállásszakasz vezetése: Vezetés 1 térrészre: (ahol x j a pn átmenet határa) Ellenállás egy térrészre: (ahol R s 1 négyzetnyi ellenállásrész ellenállása) R s értéke csak a □ alatti adalékatomok számától függ  pontos eloszlásuknak nincs jelentős hatása az R s -re R sSi =100Ω...150Ω (20% a tűrés)

19 19 Megnyomott ellenállás a felső n+ réteg hatása: –adalékolás „elrontása” –rekombinációs centrum A kapott ellenállás négyzetes ellenállása: R s =10kΩ...50kΩ (100% a tűrése, mivel 2 diffúzió különbsége állítja be) Egy parazita JFET is van itt! –Az áram feszültséget kelt az n+ alatt –Kiürített réteg alakul ki n+ alatt –Az áram növelése ezt a hatást csak fokozza –Áramgenerátort valósít meg a JFET Mivel az ellenállások abszolút értéke nagy szórással bír, az ellenállások arányára kell hagyatkozni

20 20 Emitter ellenállás Kis ellenállású Átvezetésként szokás használni Jó nagyteljesítményű tranzisztorok párhuzamos kötésénél nyitófeszültség eltolására R s ~1Ω

21 21 Epitaxiális réteg ellenállás n+ eltemetett réteg nincs, mivel az ellenállás értékét nagyon lecsökkentené

22 22 Ellenállások fajtái Bázis ellenállás Megnyomott ellenállás Emitter ellenállás Epitaxiális réteg ellenállás Meander bázis ellenállás

23 23 E-B dióda Bázis és a kollektor összekötésével a bázis és az emitter közötti dióda használható

24 24 Bipoláris tranzisztorok fajtái Teljesítmény tranzisztor Multiemitteres tranzisztor Laterális pnp tranzisztor Az E-B élhossz azért ekkora, mert ha I E nagy, akkor I B is nagy, és ekkor az I B az emitter alatt nagy feszültséget kelt  csak az E-B él a hasznos a működés szempontjából, az emitter „közepe” nem (áramkiszorulás)


Letölteni ppt "Monolit technika Bipoláris technológia Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET 2006-2013."

Hasonló előadás


Google Hirdetések