Bipoláris technológia Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
Műveleti erősítők.
Advertisements

1/15 NPN rétegsorrendű, bipoláris tranzisztor rajzjele az elektródák nevének jelölésével.
A monolit technika alaplépései
Az integrált áramkörökben (IC-kben) használatos alapáramkörök
Szilárdfázisú diffúzió
Félvezető fotodetektorok és napelemek elmélete és gyakorlati megvalósítása 2 dr. Mizsei János, 2006.
A bipoláris tranzisztor és alkalmazásai
A félvezető dióda (2. rész)
A félvezető dióda.
A térvezérelt tranzisztorok I.
FÉLVEZETŐ-FIZIKAI ÖSSZEFOGLALÓ
Bipoláris integrált áramkörök alapelemei
A bipoláris tranzisztor III.
MOS integrált áramkörök alkatelemei
A bipoláris tranzisztor II.
Analóg alapkapcsolások
Elektronikus eszközök BME EET 1.0. Elektronikus eszközök, és alkatrészek Osztályozás: passzív: adott frekvenciatartományban a leadott „jel” teljesítmény.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 1. zárthelyi megoldásai október 18.
Elektronikai Áramkörök Tervezése és Megvalósítása
Elektronikai Áramkörök Tervezése és Megvalósítása
Mellár János 4. óra Március 5. v
© Gács Iván (BME) 1/36 Energia és környezet Szennyezőanyagok légköri terjedése.
Félvezető technika.
MIKROELEKTRONIKA 6. A p-n átmenet kialakítása, típusai és alkalmazásai
Elektrotechnika előadás Dr. Hodossy László 2006.
Speciális tranzisztorok, FET, Hőmodell
Fizika 7. Félvezető eszközök Félvezető eszközök.
Elektronikai alkatrészek
Mikroelektronikaéstechnológia Bevezetõ elõadás Villamosmérnöki Szak, III. Évfolyam.
A bipoláris tranzisztor modellezése
Kaszkád erősítő Munkapont Au Rbe Rki nagyfrekvenciás viselkedés
Félvezető áramköri elemek
Szilícium alapanyagok minősítése
Félvezető fotodetektorok és napelemek elmélete és gyakorlati megvalósítása 1 dr. Mizsei János,
Bipoláris integrált áramkörök alapelemei Elektronika I. BME Elektronikus Eszközök Tanszéke Mizsei János 2004.március.
MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306
Molekuláris elektronika Hajdu Ferenc Elektronikai Technológia Tanszék 2003.
MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306
MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306
MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306
Monolit technika MOS technológia Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET
A bipoláris tranzisztor I.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306 MOS áramkörök: CMOS áramkörök,
MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306 A bipoláris IC technológia.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306 A bipoláris tranzisztor.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 2. zárthelyi megoldásai december 2.
Aszinkron gépek.
A bipoláris tranzisztor és alkalmazásai
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 1. zárthelyi megoldásai október 11.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke 1. zárthelyi megoldásai október 10.
MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306
MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306
MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306 A pn átmenet működése: Sztatikus.
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke Zárthelyi előkészítés október 10.
Villamos teljesítmény, munka, hatásfok
MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306
A félvezető dióda. PN átmenet kivitele A pn átmenet: Olyan egykristályos félvezető tartomány, amelyben egymással érintkezik egy p és egy n típusú övezet.
Félvezető alapeszközök
Napelemek laboratórium 1. gyakorlat
Elektronika Tranzisztor (BJT).
Nagyteljesítményű LED
A félvezető dióda.
Szilárdfázisú diffúzió
MOS technológia Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET
Bipoláris technológia Mizsei János Hodossy Sándor BME-EET
A félvezető dióda Segédanyag a Villamosmérnöki Szak Elektronika I. tárgyához Belső használatra! BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar Elektronikus Eszközök.
Félvezető áramköri elemek
Zárthelyi előkészítés
Előadás másolata:

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

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

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

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

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

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

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

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

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 rd csökkentéséért

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

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

A koncentráció eloszlásfüggvénye III. Az np+ átmenet letörhet!

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

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

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

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)

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

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 xj a pn átmenet határa) Ellenállás egy térrészre: (ahol Rs 1 négyzetnyi ellenállásrész ellenállása) Rs értéke csak a □ alatti adalékatomok számától függ pontos eloszlásuknak nincs jelentős hatása az Rs-re RsSi=100Ω...150Ω (20% a tűrés)

Megnyomott ellenállás a felső n+ réteg hatása: adalékolás „elrontása” rekombinációs centrum A kapott ellenállás négyzetes ellenállása: Rs=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

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

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

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

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

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