Составные транзисторы

Составные транзисторы могут быть реализованы на основе двух транзисторов одного или различных типов, расположенных в одной изолированной области. В зависимости от подключения выводов можно получить различные конфигурации составных транзисторов:

Составной транзистор имеет коэффициент усиления _сост≈ ₁·₂. Однако его быстродействие определяется наименьшим быстродействием входящих в него транзисторов.

Торцевые транзисторы

Торцевые транзисторы используются в быстродействующих маломощных ИС. Высокое быстродействие этих транзисторов объясняется малой емкостью p-n-переходов. Существует два варианта реализации этих транзисторов:

Малая емкость p-n-перехода получается за счет его малой площади. Удается добиться площади торцевой части эмиттера 6 мкм², а торцевой части коллектора 30 мкм². В результате получается емкость примерно 0,001 пФ. Это на 1-2 порядка меньше, чем в других типах транзисторов. Однако такой транзистор имеет небольшой коэффициент усиления по току (≈2). Это объясняется тем, что в полупроводнике у границы раздела полупроводник-диэлектрик существует большая плотность дислокаций, возникающих из-за различия кристаллических решеток диэлектрика и кремния. Полупроводник с высокой плотностью дислокаций имеет малое время жизни неосновных носителей, а транзистор на его основе имеет малый коэффициент переноса носителей в области базы.

Из двух конструкций лучшими электрическими параметрами обладает торцевой транзистор, сформированный в толще кристалла и изолированный с помощью диэлектрика, т.к. диэлектрик здесь образован окислением кремния и имеет кристаллическую решетку почти такую же, как и у легированного кремния (=20-30, но иногда достигает 100).

Транзисторы с повышенным пробивным напряжением

В целях повышения пробивного напряжения стараются уменьшить кривизну характеристик коллекторного p-n-перехода методом охранного кольца. В этом случае по периферии коллекторного перехода создается дополнительная диффузионная p-область с большей глубиной, чем расчетная глубина коллекторного перехода. Эта углубленная область имеет больший радиус кривизны и называется охранным кольцом. Ширина кольца выбирается минимальной с точки зрения технологии (5-10 мкм), чтобы не увеличивать емкость p-n-перехода. Применение охранного кольца позволяет увеличить пробивное напряжение с 50-70 В до 100-200 В.

В целях повышения пробивного напряжения может также применяться расширенный базовый контакт. В этой структуре высокоомная часть коллектора у поверхности p-n-перехода под действием обратного напряжения обедняется. Отрицательное напряжение на базовом контакте компенсируется действием положительного заряда в приповерхностной области коллекторного перехода. В результате создается расширенная область объемного заряда.

В транзисторе типа p-n-p для повышения пробивного напряжения может использоваться метод противоканальных колец. Этот метод позволяет избежать появления инверсных каналов у поверхности коллектора транзистора. В n-p-n транзисторах инверсные каналы на поверхности возникают редко, а для p-n-p транзисторов это типично. Для исключения этого явления высокоомная область коллектора p-типа рассекается p⁺-областью, в которой инверсия не возникает. Противоканальные кольца формируются одновременно с p⁺-эмиттером.