Ізоляція

Усі елементи напівпровідникових інтегральних схем містяться в єдиному кристалі. Тому ізоляція елементів від кристала і один від одного є дуже важливою. Застосовуються такі способи ізоляції:

1 Ізоляція за допомогою – переходу (7.11 а) Перехід зміщується у зворотному напрямі за допомогою негативного потенціалу (порядка кількох вольтів), який стало подається на підкладку.– перехід має дуже високий опір (кілька мегомів). Це зумовлене застосуванням кремнію з шириною забороненої зони ∆W=1,12еВ.

а) б)

Рисунок 7.11 – Різновиди ізоляції напівпровідникових ІС

Ізоляція цього виду найбільш проста і дешева. У «кишенях» в подальшому формуються активні та пасивні елементи.

2 Ізоляція за допомогою шару діелектрика (рис. 7.11 б). Між «кишенями» і кристалом кремнію утворюють тонкий діелектричний шар двоокису кремнію SiO2. Якість ізоляції поліпшується, але виготовлення ускладнюється. Порівняно з попереднім способом ізоляції зменшується паразитна ємність між «кишенею» і кристалом.

7.3.3 Біполярні транзистори

При виготовленні транзисторів напівпровідникових ІС, як правило, використовується кремнієва підкладка p - типу. Отже, інтегральні біполярні транзистори мають n­p­n – структуру. Завдяки застосуванню кремнію, збільшується допустима робоча температура (до 150ºC); зменшуються зворотні струми; легко можна через окиснення одержати захисний шар SiO2. n­p­n – структура поліпшує частотні властивості транзисторів, оскільки електрони мають більшу рухомість, ніж дірки. Біля колекторного переходу область колектора повинна мати знижену концентрацію донорних домішок, щоб при зростанні товщини переходу зменшувалася його бар'єрна ємність і зростала напруга пробою. Область емітера n⁺-типу – для зменшення опору і збільшення рівня інжекції. Для біполярних транзисторів ІС ;  МГц; пФ; ≤ 50 В; .

У інтегральних біполярних транзисторів, як правило, відсутнє джерело зміщення бази. Отже, для них режим відсічки – це активний режим при малих струмах (, рис. 7.12).

Рисунок 7.12 – Прохідні характеристики інтегральних біполярних транзисторів

Багатоемітерні транзистори

Чотирьохемітерні біполярні транзистори з об'єднаними колекторами і базами – це сукупність чотирьох незалежних транзисторних структур (оскільки взаємодія електродів через електрично нейтральну базу практично відсутня). До кожного емітера багатоемітерного транзистора ,,, (рис. 7.13) може бути ввімкнене своє джерело відпираю­чої напруги. До інших джерел такий імпульс напруги не потрапляє, оскільки емітерні переходи, що не працюють у цей момент, перебувають під зворотною напругою.

Кількість емітерів у такому транзисторі обмежена максимально допустимою відстанню між ними l ≤ 10 мкм і становить, як правило, 4 - 8.

Окрім багатоемітерних, у напівпровідникових ІС поширені і багатоколекторні транзистори. Структура їх ідентична до багатоемітерних транзисторів, просто емітери стають колекторами, а колектор – емітером.

Рисунок 7.13 – Багатоемітерний транзистор