Подвижность и дрейфовая скорость. Токи диффузионных переходов. Полевой транзистор с изолированным затвором (Основные формулы для расчета), страница 2

дырочный ток эмиттера                    ;

электронный ток эмиттера       ;

дырочный ток коллектора       ;

электронный ток коллектора   .

Начальные токи переходов зависят и от площадей эмиттера  и коллектора  :

,

.

Генерационно-рекомбинационные токи определяются также как в разделе 2, но ширины ОПЗ рассчитываются по формулам для диффузионных переходов. На обратной ветви преобладает генерационно-рекомбинационный ток, прямое падение напряжения  определяется диффузионными токами

, где  - прямой ток,  - начальный ток эмиттера или коллектора.

4.5. Биполярный транзистор интегральных схем

Обозначения исходных данных

Глубина залегания эмиттерного перехода                               

Глубина залегания коллекторного перехода                                      

Концентрация доноров на поверхности эмиттера                    

Концентрация акцепторов на поверхности базы                     

Концентрация доноров в эпитаксиальной пленке коллектора 

Поверхностная концентрация доноров в скрытом слое           

Толщина эпитаксиальной пленки коллектора                          

Время жизни электронов в базе                                                         

Скорость поверхностной рекомбинации                                  

Диффузионная длина в эпитаксиальной пленке                      

Площадь эмиттера                                                                              

Площадь коллектора                                                                

На рис.12 показана физическая структура и топология биполярного интегрального транзистора.

Основные формулы для расчета

Ширина базы                           

Время диффузии сквозь базу   .

Границы ОПЗ эмиттерного и коллекторного переходов рассчитываются по формулам диффузионных переходов в режиме = -5 В, = 0.6 В. Коэффициент диффузии  соответствует суммарной концентрации примеси .

Нормальный коэффициент передачи

где      и - время жизни и коэффициент диффузии электронов  в базе,  - скорость поверхностной рекомбинации в базе.

Инверсный коэффициент передачи

, где     ,        ,           .

Коэффициент передачи тока в подложку

.

Площадь коллекторного перехода следует рассчитать по заданной площади эмиттера и принятым минимальным расстояниям между диффузионными областями и металлизациями.

Токи в модели Эберса-Молла образуются токами  эмиттерного , коллекторного  и диода подложки

Начальные токи эмиттерного, коллекторного диодов и диода подложки рассчитываются по формулам для диффузионных переходов и сконструированным площадям.  На рис.44 показана эквивалентная схема интегрального транзистора на основе модели Эберса-Молла.

	Рис.44. Схема Эберса-Молла для интегрального транзистора

 

Суммы токов, втекающих  в узлы, равны нулю, поэтому

Например, в режиме насыщения, при

4.6. Малосигнальные параметры биполярных транзисторов

Т – образная эквивалентная схема

Сопротивление эмиттера        

Сопротивление базы               

Сопротивление коллектора      .

H- параметры в схеме с ОБ через параметры Т-образной схемы:

,                   ;

;                                 .

Связь между y- и h- параметрами для любой схемы включения

,                                   ;

;                                .

Эти соотношения сохраняют силу при замене  на   в правой части и  на  в левой части.

Связь между  параметрами в разных схемах включения устанавливается полной матрицей проводимостей. В полной матрице проводимостей суммы всех элементов по строкам и столбцам равны нулю

где               .

Вычеркиванием строки и столбца, относящихся к заземленному узлу, получаем матрицу проводимостей для любой схемы включения. Например,

                   и т.д. Используя связь y- и h- параметров для разных схем включения, можно определить все элементы полной матрицы проводимостей по результатам измерений только диагональных элементов в разных режимах. В частности, для недиагональных y-параметров ОБ справедлива система уравнений

Преимущество системы y-параметров состоит в удобстве учета паразитных емкостей. Подключение емкости между узлами соответствует сложению полной матрицы проводимостей с матрицей емкости