1

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гродненский государственный университет имени Янки Купалы»

Физико-технический факультет

Кафедра радиофизики и электроники

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу «Микроэлектроника и микросхемотехника»

на тему: «Многоэмиттерные и многоколлекторные транзисторы в ИС»

Выполнил студент

дневного отделения

физико-технического факультета

4 курса 3 группы

Гаевский Михаил Францевич

Научный руководитель:

доцент, к.ф-м.н. А.Е. Василевич

Гродно 2012

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

1. Многоэмиттерные транзисторы(МЭТ)………………………………………4

2. Многоколлекторные транзисторы(МКТ).…………………………………...6

3. Применение МЭТ и МКТ в интегральных схемах

3.1 Применение МЭТ………………………………………………………7

3.2 Применение МКТ………………………………………………………8

4. Изготовление МЭТ и МКТ…………………………………………………….9

Заключение……………………………………………………………………....11

Список литературы………………………………………………………………12

Введение

Первый многоэмиттерный транзистор был выпущен фирмой RCA (Radio Corporation of America)

Многоэмиттерные транзисторы – это функциональные полупроводниковые приборы, обладающие несколькими эмиттерными кантактами, эмиттерные области которых объединены одним внешним выводом.

Многоколлекторный транзистор - это функциональный полупроводниковый прибор, представляющий собой совокупность нескольких тринисторов. Тринисторы объединены в одно монолитное устройство так, что две из четырех областей с чередующимся типом проводимости являются общими для всех тринисторов. В данном приборе, помимо присущего тринистору явления переключения, используются взаимодействия объемных зарядов основных и неосновных неравновесных носителей.

1. Многоэмиттерные транзисторы

Многоэмиттерные транзисторы (МЭТ), эмиттерные области которых объединены одним внешним выводом, характеризуются большим значением отношения периметра эмиттера к его площади, что обеспечивает уменьшение сопротивления базы транзистора и увеличение плотности его эмиттерного тока. Такие транзисторы применяют главным образом в качестве мощных ВЧ и СВЧ транзисторов.

МЭТ, в которых каждая эмиттерная область имеет отдельный внешний вывод, используются в транзисторно-транзисторной логике в качестве логического элемента «И». Имея общие коллектор и базу, транзистор может содержать до 16 эмиттеров. Графическое обозначение МЭТ представлено на рис.1.1 Структура трехэмиттерного транзистора показана на рис. 1.2. Ее можно рассматривать как интегрированную совокупность транзисторов, обладающую двумя особенностями.

Рисунок 1.1 Графическое обозначение МЭТ

Рисунок 1.2 Многоэмиттерный транзистор.

Во-первых, соседние эмиттеры образуют паразитную горизонтальную n–р–n-структуру, коэффициент усиления которой должен быть уменьшен путем увеличения расстояния между эмиттерами. Это расстояние должно быть больше диффузионной длины электронов. Практически оно составляет 10...15 мкм.

Во-вторых, при закрытом эмиттерном переходе и открытом коллекторном вертикальная n–р–n-структура переходит в инверсный режим, в результате чего в цепи закрытого эмиттерного перехода возникнет ток, обусловленный инжекцией из коллектора. Чтобы уменьшить этот ток, необходимо уменьшить инверсный коэффициент передачи тока, что достигается путем увеличения расстояния, проходимого электронами через базу. С этой целью внешний вывод базы соединяют с активной областью транзистора через узкий перешеек, обладающий сопротивлением 200...300 Ом.

Они имеют один коллектор К и несколько эмиттеров Э1, Э2, ЭЗ, объединенных одним общим базовым слоем Б. Эмиттеры представляют собой высоколегированные n-слои малых размеров, под эмиттерными переходами расположен общий базовый р-слой. Коллектором является эпитаксиальный n-слой, нанесенный на подложку n+- типа (эпитаксиальным называют тонкий рабочий слой однородного полупроводника, наращиваемый на сравнительно толстую подложку).

Эмиттеры расположены таким образом, что прямое взаимодействие между ними исключается. Благодаря этому эмиттерные переходы можно рассматривать как параллельно-включенные диоды.

Наиболее распространёнными являются МЭТ с полосковой, ячеистой и сетчатой формами эмиттерной области. МЭТ с ячеистой формой эмиттерной области имеют наибольшую величину отношения периметра эмиттера к его площади, что обеспечивает максимальное усиление по мощности. МЭТ с сетчатой формой эмиттерной области имеют наибольшее значение отношения суммарной площади эмиттерных областей к площади коллекторной области, что обеспечивает работу такого транзистора при значительных рабочих токах.

Увеличение скорости переключения таких транзисторов достигается уменьшением площади эмиттерных областей.