P1030317

216 M.Polowczylc, E.Klugmann - PRZYRZĄDY PÓŁPRZEWODNIKOWE

Rys. 62. Symbole tranzystorów n-p-n: ajpojedynczcgo, b)czferocmiferowego, cjtrójkolektorowego, i d) przykład struktury tranzystora cztero emiterowego (widok z góry); B, Q El, E2. E3, E4 - wyspy kontaktowe bazy, kolektora i emiterów: 1 - kontur obszaru kolektora. 2 - kontur obszaru bazy

Dla działania tranzystora najistotniejsze znaczenie ma obszar struktury, w którym baza ma najmniejszą grubość. Dlatego tranzystor bipolarny można rozpatrywać jako szeregowe połączenie trzech płaskich obszarów: emitera, bazy i kolektora (rys.6.3a).

Typowy rozkład domieszek w tych obszarach został przedstawiony na rys.6.3b. Najistotniejsze cechy tego rozkładu można streścić następująco: koncentracja domieszek w emiterze jest dużo większa od koncentracji w bazie, koncentracja domieszek w bazie jest funkcją malejącą cksponcncjalnic w kierunku kolektora, rozkład domieszek w złączu emiterowym może być uznany za skokowy, a rozkład w złączu kolektorowym - za liniowy.

Z rozkładem domieszek w strukturze tranzystora związane jest wbudowane pole elektryczne, którego rozkład natężenia i potencjału przedstawiają linią ciągłą części b i c rys.6.4. Linią przerywaną na tych częściach rysunku przedstawiono rozkłady po przyłożc-

Ryi 63. Model struktury tranzystora n-p-n wykonanego w technologii epitaksjalno-planarnej (a) i profil rozkładu domieszek w tym tranzystorze (w skali logarytmiczno-liniowej);

Nqe - gęstość domieszek donorowych wprowadzonych w czasie wykonywania emiterów, N_Dp - gęstość domieszek donorowych w podłożu i warswie epitaksjalnej.

N_a - gęstość domieszek akceptorowych wprowadzonych w czasie wykonywania baz

Rys. 6 4. Rozkład pola elektrycznego w strukturze tranzystora n-p-n: a) obszary tranzystora, b) natężenie pola. c) potencjał pola elektrycznego; linie ciągłe - Uni=U_CB=0, linie przerywane - Uq < 0 i Uqj > 0

niu do tranzystora napięć zewnętrznych Ufr< 0 i U_eB > 0, jakie stosuje się w tzw. zakresie aktywnym normalnym pracy tranzystora.

W płaskiej strukturze n-p-n, naszkicowanej na rys.6.4a, natężenie pola ma tylko składową E_x, która ma wartość dodatnią tylko w obszarze przejściowym złącza emiterowego. W obszarze bazy i warstwy przejściowej złącza kolektorowego natężenie pola ma wartość ujemną, przy tym moduł natężenia pola w warstwie przejściowej złącza kolektorowego ma wartość maksymalną, znacznie większą niż w obszarze bazy.

Przy polaryzacji tranzystora n-p-n napięciami Ugg < 0 i U_CB > 0 następuje zmniejszenie bariery potencjału złącza emiterowego i zwiększenie bariery złącza kolektorowego. Złącze emiterowe staje się więc spolaryzowane w kierunku przewodzenia, a złącze kolektorowe - w kierunku zaporowym. Strumień elektronów przepływających przy tym z