Планарно-эпитаксиальная технология

Дает возможность наращивать ПП слой на подложку любого типа проводимости. Состав наращенного слоя (эпитаксиальной пленки) может отличаться от состава подложки. Наращивая эпитаксиальный слой n- типа на подложку из кремния p-типа, можно сформировать p-n-переход, причем однородный по структуре эпитаксиальный слой может служить основой для изготовления других p-n- переходов, если его покрыть защитным слоем, а затем повторить технологический процесс.

Технологические приёмы планарной технологии.

Окисление исходного кремния при температуре 1000⁰С в среде влажного О₂ до образования на поверхности диэлектрической пленки SiO₂

Фотолитографию используют для защиты отдельных участков кремниевой пластины при создании окон. На поверхность пластины наносят слой фоторезиста. Который засвечивают через шаблон с прозрачными и непрозрачными участками в соответствии с количеством и конфигурацией окон. После обработки фотослоя отдельные его участки вытравливают, чем обеспечивается локальный доступ к поверхности пластины.

Травление – операция, при которой образовавщаяся

на поверхности пластины пленка SiO₂ растворяется

плавиковой кислотой на незащищенных участках

Диффузия – операция по формированию p-n-

переходов на заданных участках полупроводника.

Пластину кремния помещают в термостат с

Температурой около 1200⁰С, содержащий газ с

необходимыми примесями, диффундирующими в

Исходныйполупроводник через окна в пленке SiO₂.

Изменяя тип и концентрацию примесей, можно

получить требуемую многослойную p-n- структуру

В кристалле полупроводника.

Эпитаксия – операция по наращиванию при высокой

температуре слоя полупроводника одного типа

проводимости на поверхности исходной пластины полупроводника другого типа проводимости.

При этом наращенный слой полностью повторяет

кристаллическую решетку исходного материала.

Напыление – операция по созданию проводников и

Контактных площадок посредством осаждения в

вакууме паров соответствующих материалов на

поверхность кристалла через маску.

Ионное легирование – облучение полупроводниковой

пластины ускоренными до необходимой скорости

ионами примеси

Соединение ИМС с внешними выводами осуществляют золотыми или алюминиевыми проводниками.

В зависимости от материала различают металлостеклянные, металлокерамические, керамические и пластмассовые корпуса

3. Задача 27. Изобразить схему однотактного усилителя мощности

Политехнический колледж № 39

УТВЕРЖДАЮ Зам директора по УР __________________ Стрельникова Т.А.	ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 28 Дисциплина: Электронная техника	СОГЛАСОВАНО Председатель предметной комиссии ________________ Жданова И.М.
«___» апреля 2010 г.	Группы: ВМ-25, ВМ-21	«___» апреля 2010 г.

1. Тиристоры (определение, структура, УГО, принцип действия, характеристики, параметры и применение)

Тиристоры - полупроводниковые приборы с тремя и более p-n переходами, которые могут переключаться из закрытого состояния в открытое и наоборот. В закрытом состоянии сопротивление тиристора составляет десятки миллионов Ом, и он практически не пропускает ток при напряжениях до десятков вольт. В открытом состоянии сопротивление стремится к 0. Падение напряжения на нём около 1 вольта при токах в десятки и сотни ампер. 1.Диодные тиристоры (динисторы), имеют два внешних электрода - анод и катод, обладают неизменным напряжением включения. 2.Триодные тиристоры (тринисторы), кроме катода и анода имеют третий электрод - управляющий. Наличие управляющего электрода позволяет не меняя анодного напряжения изменять напряжение включения.

I – закрытое состояние (через динистор проходит небольшой ток); II - переходный от I к III (ограничен U_вкл и I_выкл) – лавинный процесс динистора, обладает отрицательным дифференциальным сопротивлением; III – открытое состояние динистора, продолжается лавинный процесс, большие токи и малые падения напряжения; все переходы в открытом состоянии, малое внутреннее сопротивление динистора.

Особенности четырехслойной структуры тиристора. Три электронно-дырочных перехода ЭП₁,КП, ЭП₂. При полярности (p₁+ и n₂-) ЭП₁, и ЭП₂ смещены в прямом направлении и обладают небольшим сопротивлением. КП включен в обратном направлении и обладает большим сопротивлением. На первом участке ВАХ через динистор протекает небольшой ток – закрытое состояние. Переход динистора в открытое состояние происходит благодаря лавинному размножению носителей электрических зарядов. Принцип работы. С ростом прямого напряжения из эмиттерной области p₁ дырки, преодолевая потенциальный барьер ЭП₁ инжектируются в базовую область n₁. Дырки, прошедшие базу и коллекторный переход КП, входят в базовую область p₂ . Потенциальный барьер эмиттерного перехода ЭП₂ задерживает некоторую часть дырок в базовой Области p₂ , тем самым образуя в ней нескомпенсированный положительный заряд , снижающий высоту потенциального барьера ЭП₂. Снижение потенциального барьера увеличивает

инжекцию электронов из эмиттерной области n₂ в базовую область p₂. В базовой области n₁ как и в p₂ создается избыточный заряд электронов, что приводит к еще большей инжекции дырок из эмиттерной области p₂. Таким образом в динисторе при некоторой величине прямого напряжения,

называемого напряжением включения динистора U_вкл наблюдается лавинный рост тока с одновременным уменьшением падения напряжения на тиристоре.

Т ринисторы. Недостатком динистора является невозможность управалять напряжением включения не изменяя внешнего напряжения. Этот недостаток устранен в управляемом тиристоре (тринисторе), в котором один из эмиттеров сделан управляющим. Управление напряжением переключения в тринисторе осуществляется подачей напряжения на третий – управляющий электрод, подключенный к одной из баз тринистора. С ростом управляющего тока уменьшается потенциальный барьер, увеличивается инжекция зарядов, растет ток. При некотором управляющем токе (токе спрямления) ВАХ напоминает прямую ветвь ВАХ обычного диода . После перехода тринистора в открытое состояние управляющий электрод теряет свои управляющие свойства. Для перевода тринистора в закрытое состояние необходимо уменьшить напряжение на его аноде до величины, при которой ток тринистора станет меньше тока включения или подать на управляющий электрод импульс обратной полярности. Основное применение тиристоров - схемы с ключевым режимом работы. Маркировка тиристоров. Тиристоры изготавливаются из кремния методом сплавления и диффузии. Первый элемент буква К или цифра 2 указывает на материал тиристора. Второй элемент – буква Н для неуправляемых и У для управляемых тиристоров. Третий элемент – трехзначное число определяет, на какой ток рассчитан тиристор (до 0,3А – 101-199; от 0,3до 10А – 201-299; свыше 10А - 301-399;)