Главная Промышленная автоматика.

32 ГЛАВА Г

аналоговых схемах требуются согласованные пары транзисторов с относительно высокими значениями р и fr- Аналоговые транзисторы должны также иметь высокие напряжения обратного пробоя и малые токи утечки.

Для получения высоких напряжений пробоя островки о-типа берут с высоким удельным сопротивлением (около 5 Ом-см для BVc£0 = 50 В), а расстояние между базой и захороненным слоем делают большим (10 мкм). Для достижения большого усиления по току и малых токов утечки необходимо при изготовлении интегральной схемы принимать специальные меры предосторожности, чтобы предотвратить загрязнение пластины нежелательными примесями. Точное согласование приборов достигается прежде всего соблюдением точных размеров компонентов. Перейдем теперь к некоторым специальным методам, применяемым для получения аналоговых приборов со специфическими характеристиками.

1.4. методы "производства специальных приборов

Транзисторы со сверхвысоким значением (i

Во многих случаях применения аналоговых схем требуются входные транзисторы с очень малыми токами базы (типичное значение < 10 нА). Такие низкие уровни тока базы могут быть получены только в том случае, если мы пожертвуем другими параметрами прибора, в частности напряжением обратного пробоя. Транзисторы со сверхвысоким значением р рассчитаны на получение максимального значения р ценой уменьшения напряжений BVcEo и BVcBo, которые составляют здесь 5-10 и 10- 20 В соответственно.

Для установления зависимости 1/р от физических параметров прибора можно применить полученное Уорнером и Форде-муолтом в работе [18] выражение

1 Реб ,

Р - рХ 4Z.„

(1.9)

где Ре -удельное сопротивление эмиттерной области; рв - удельное сопротивление активной области базы; Хв - толщина базы; Хе - глубина залегания эмиттерного перехода; L„b - длина диффузии неосновных носителей в область базы. Наличие Хв в числителе обоих членов выражения (1.9) показывает, что

) BVqq - напряжение обратного пробоя участка коллектор - эмиттер. - Прим. пере в.



для получения максимального значения р толщина базы должна быть минимальной. Уменьщение толщины базы увеличивает эффективность эмиттера за счет уменьщения общего числа атомов примеси в активной области базы, а также уменьшает долю неосновных носителей, рекомбинирующих при прохождении через базовую область.

Для получения транзисторов со сверхвысоким значением р стандартные процессы производства можно изменить одним из двух возможных способов. Первый способ заключается в том, что проводится одна дополнительная диффузия р-базы на несколько меньшую по сравнению с залеганием базы нормального ир«-транзистора глубину. После этого проводится обычная п+-диффузия для формирования эмиттеров в базах всех транзисторов. При этом способе получаются нормальные прп-транзисторы при стандартной диффузии р-базы и ирп-транзисторы со сверхвысоким значением р с тонкой базой в результате более мелкой базовой диффузии.

Во втором способе получения сверхвысоких значений р за стандартной р-базовой диффузией следуют две раздельные эмиттерные п+-диффузии. Первая диффузия о+-типа проводится несколько глубже в материал р-типа, чем стандартная глубина залегания. Более глубокое залегание эмиттера уменьшает толщину базы, в результате создается прибор с сверхвысоким значением р. Вторая о+-диффузия в транзисторах со сверхвысоким значением р не проводится, а используется только для обычных /грп-транзисторов.

Полевые транзисторы с рл-переходом

Полевые транзисторы используются обычно в тех случаях, когда требуется более высокое, чем это достижимо с транзисто-

>ами со сверхвысоким значением р, входное сопротивление.

3 этих приборах для пропускания тока между двумя контактами, которые называются истоком и стоком, существует канал. Проводимость канала можно изменять, прикладывая управляющее напряжение к третьему электроду, который называется затвором.

Первым был создан полевой транзистор с ро-переходом. Топология и поперечный разрез его представлены на фиг. 1.12. Область канала р-типа окружена со всех сторон п-областью, образуя ри-переход, смещенный обычно в обратном направлении. Второй ри-переход образуется между р-каналом и областью Затвора п+-типа. Этот переход также смещен в обратном направлении, и под затвором создается обедненная область. Толщина Этой зоны регулируется напряжением смещения затвор - исток, величение напряжения смещения расширяет обедненную зону



Глава i

в направлении от рп-перехода; тем самым уменьшается площадь поперечного сечения канала и прекращается прохождение тока стока.

В принципе структуру полевого транзистора можно сформировать, используя для создания р-области полевого транзистора

р-диффузия в век n-mina


Коитикт шока

Контакт затвора

рдиффузию пополам и разделяющая исток исток


Путьпта

Островок п-типа

Область канала

Фиг 1.12. Топология (а) и поперечный разрез (б) р-канального полевого транзистора с рп-переходом.

стандартную р-базовую диффузию. Для образования верхнего затвора, определяющего границы канала, можно использовать о+-диффузию. Однако таким способом полевые транзисторы с ро-переходом не изготавливаются, поскольку в этом случае получается слишком толстый канал. Изменение напряжения затвор - исток модулирует только тонкий слой канала, не воздействуя на его центральную область. Для достижения приемлемых характеристик полевого транзистора с ро-переходом необходимо сузить область канала. Этого можно добиться, применяя методы, которые используются при создании приборов со сверхвысоким значением р. На практике и транзисторы со





0 1 2 3 4 5 6 7 8 [9] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

0.004