Транзисторы типа p–n–p.

Такой тип биполярного транзистора главным образом используются как нагрузочные приборы для n–p–n переключательных транзисторов. Все существующие варианты интегральных p–n–p транзисторов существенно уступают n–p–n транзисторам по коэффициенту усиления и придельной частоте. Для их изготовления используется стандартная технология, оптимизированная для формирования n –p–n транзистора.

Наиболее часто используются горизонтальные p–n–p транзисторы, топология и структура которого представлена на рис. 4. Эти транзисторы изготавливаются одновременно с n –p–n транзисторами по обычной технологии. Эмиттерный и коллекторный слой получают на этапе базовой диффузии, причем коллекторный слой охватывает эмиттерный со всех сторон. Базовая область формируется на основе эпитаксиального слоя с подлегированнием контактной области во время эмиттерной диффузии. Перенос носителей в таком транзисторе протекает в горизонтальном направлении. Перенос носителей наиболее эффективен в приповерхностной области, так как здесь расстояние между эмиттером и коллектором минимальное и наиболее высока концентрация примеси в p–слоях. Ширина базы в p–n–p транзисторе (см. рис. 4) составляет примерно 3…4 мкм (не удается сделать меньше из-за боковой диффузии). В этом случае коэффициент усиления удается получить равным 50, а предельная частота составляет 20…40 МГц. 

Для уменьшения действия паразитного p–n–p транзистора (p–эмиттер, n–эпитаксиальный слой, p–подложка) стремятся уменьшить площадь донной части эмиттера (его делают по возможности более узким), используют скрытый n –слой вдоль границы эпитаксиального слоя и подложки. 

Основным недостатком горизонтального транзистора p–n–p транзистора является сравнительно большая ширина и однородность распределения примеси в ней (этот транзистор является бездрейфовым). Эти недостатки можно устранить использованием дрейфовой структуры, в которой два электрода в противоположных концах базы создают в базовом слое электрическое поле, уменьшающее время переноса инжектированных дырок и создает в эмиттере смещение, снижающее инжекцию из его донной части.

Совершенно не изменяя топологический процесс изготовления n –p–n транзистора, чисто конструктивно и за счет подключения соответствующих областей транзисторной структуры можно сформировать еще один вариант p–n–p транзистора, так называемый подложечный транзистор (рис. 5). Поскольку подложка микросхемы обычно подключена к точке схемы, имеющий наибольший отрицательный потенциал, то транзистор можно подключать только по схеме с общим коллектором. Этот транзистор, как и горизонтальный p–n–p транзистор, имеет низкий коэффициент усиления и малую граничную частоту. База этого транзистора является слаболегированным эпитаксиальным слоем и из-за этого обладает большим сопротивлением и повышенной паразитной емкостью коллекторного перехода из-за значительных его размеров.

Многоэмиттерные транзисторы (мэт).

Структура МЭТ широко используется в цифровых микросхемах ТТЛ. Число эмиттеров в транзисторе может составлять 5…8. МЭТ можно представить как совокупность транзисторов с общими базами и коллекторами. Топология и структура МЭТ представлена на рис. 6. Для улучшения работы такого транзистора необходимо учитывать следующие обстоятельства. Для подавления работы паразитных горизонтальных n –p–n транзисторов расстояние между краями соседних эмиттерных областей должно превышать диффузионную длину носителей в базовом слое (обычно эта длина составляет 10…15 мкм). Для уменьшения паразитных токов через эмиттеры при инверсном включении транзистора искусственно увеличивают сопротивление пассивной области базы, удаляя базовый контакт от активной области транзистора, чтобы сопротивление базовой области составляло 200…300 Ом. 

^