19 Рисунок
Из-за отсутствия резисторов и наличия общих для обоих транзисторов областей p и n схемы элементов И2Л в 1,5…2 раза технологичнее схем элементов ТТЛ и занимают меньшую площадь на кристалле. Плотность элементов И2Л может в 50 раз превышать плотность элементов ТТЛ. Низкое напряжение питания (порядка 1,5 В), малые логические перепады и малые паразитные емкости (обусловленные малыми размерами элементов) позволили уменьшить энергию переключения до долей пикоджоуля (у стандартного элемента ТТЛ А=100 пДж).Малые уровни сигналов и существенно отличающиеся по значениям выходные сопротивления для состояний логического 0 и 1 делают неперспективным применение элементов И2Л в схемах малой и средней степени интеграции, т.к. при этом очень трудно обеспечить надежную передачу сигналов по внешним линиям связи без использования специальных буферных элементов. Поэтому элементы И2Л ориентированы на реализацию только в БИС
или СБИС.
38. Зависимость коэффициента биполярного транзистора от коллекторного тока.
39.Технология изготовления и основные параметры полевого транзистора.
* Параметры МДП - транзисторов аналогичны H параметрам полевых транзисторов с р-n- переходом, но для МДП транзисторов чаще используются У параметры.
40.Высоколомехоустойчивая логика. Принцип работы.
41.ТТЛ (ТТЛШ) - вентиль. Принцип работы.
42.0собснности обратной характеристики р-n перехода.
43.Принцип работы транзистора в инверсном режиме и его конструкция.
Режим работы транзистора, при котором коллекторный переход смещен в прямом направлении, а эмиттерный – в обратном, называется инверсным. В этом случае коллектор играет роль эмиттера, а эмиттер – коллектора. Конструктивно у транзистора между коллекторным и эмиттерный переходами нет принципиальных различий. Поэтому транзистор (в отличие от электронной лампы) допускает инверсное включение. При этом в случае структуры р-n-р дырки инжектируются в базу коллектором транзистора, а собираются (экстрагируются) его эмиттером.
Эта особенность позволяет значительно упростить ряд устройств, в которых в процессе работы производится последовательная смена направления передачи сигналов (меняются местами вход и выход каскада). Кроме того, ряд специфических параметров транзистора при инверсном включении улучшаются, например уменьшаются (по модулю) остаточное напряжение и ток в режиме отсечки, что очень важно при использовании транзистора в качестве электронного ключа.
Прежде всего, следует отметить уменьшение коэффициента передачи тока эмиттера, что в бездрейфовом транзисторе происходит в основном из-за разности площадей эмиттерного и коллекторного переходов. В дрейфовом транзисторе это уменьшение происходит также из-за влияния собственного поля базы, которое при нормальном включении способствует прохождению (создаёт дрейф) инжектированных носителей через базу, а при инверсном включении соответственно оказывает на них тормозящее действие.
Рассмотрим процесс переноса дырок через базу бездрейфового планарного транзистора типа p-n-p при нормальном и инверсном включении (см. рисунок). Базу транзистора следует разделить на активную и пассивную области. Активная область базы определяется площадью эмиттерного перехода. При нормальном включении транзистора подавляющее большинство дырок, инжектируемых эмиттером, переходит на коллектор по кратчайшему пути через активную область базы. Здесь появляется наибольший градиент в распределении концентрации дырок, наибольшая скорость и соответственно наименьшее время их переноса. Незначительное количество дырок, диффундируя в направлении уменьшения своей концентрации, достигает коллектора по более длинному пути через пассивную область базы. Именно здесь происходит усиленная объёмная и поверхностная рекомбинация дырок, являющаяся основной причиной уменьшения управляемого тока коллектора при неизменном токе эмиттера.
При инверсном включении большое количество инжектируемых инверсным эмиттером дырок совершает переход к инверсному коллектору по относительно длинному пути через пассивную область базы. Причем многие из них попадают на поверхность кристалла возле контактного кольца базы. Поэтому в инверсном режиме становится более заметным влияние как объёмной, так и поверхностной рекомбинации дырок, что и вызывает уменьшение инверсного коэффициента передачи тока.
Все статические характеристики транзистора в инверсном режиме подобны соответствующим характеристикам при его нормальном включении.
Для такого включения транзистора характерно βинв≈1. На рис. показан примерный вид выходных ВАХ транзистора с ОЭ в прямом (первый квадрант) и обратном включениях (третий квадрант), откуда видно, что при инверсном включении обычный транзистор имеет меньший коэффициент передачи тока базы как в статическом, так и в динамическом режимах
44.Классификация полупроводниковых диодов.
45.Технологический процесс изготовления биполярного транзистора с диодом Шоттки.