Транзисторы

Дрейфовые транзисторы

Одновременное уменьшение величин w, г'ъ, Ск при сохране­нии высоких предельных напряжений коллекторного перехода обеспечивается в дрейфовых транзисторах. Дрей­фовым называется транзистор, в котором перенос неосновных носителей заряда через базовую область осуществляется в основ­ном посредством дрейфа в электрическом поле. Электическое поле, ускоряющее движение неосновных носителей от эмиттера к кол­лектору, создается неравномерной концентрацией примесей в базе и не зависит от внешних напряжений. База имеет очень большую концентрацию примесей вблизи эмиттера (около 1017 см3) и малую вблизи коллектора (около 1014—1015 см~3) (рис. 4-17, а, б).

Неравномерное распределение при­месей в базе можно получить при диффузии примесей в полупроводни­ковый материал. Поэтому подчерки­вая особенности технологии изготов­ления, дрейфовый транзистор иногда называют диффузионным.

Дрейфовый транзистор весьма не­симметричен (широкие коллекторные переход и область коллектора, боль­шое различие в площадях эмиттер­ного и коллекторного переходов, сложная конфигурация базы), что осложняет анализ работы транзисто­ра. Однако для упрощенной оценки свойств дрейфового транзистора можно пользоваться одномерной мо­делью. Электрические параметры дрейфового транзистора определяют­ся распределением примесей в обла­сти базы. Изменяя это распределение, можно управлять значениями па­раметров

Распределение примесей в области базы дрейфового транзистора хорошо аппроксимируется экспоненциаль­ным законом где Nn (0) — концентрация примесей на границе эмиттер — база, через которую проводится диффузия (зна­чения координаты х отсчитываются от этой границы);

Da — коэффициент диффузии примеси, зависящий от температуры и свойств полупроводника и диффузанта; t — время диффузии при­месей.

При рабочих температурах транзистора (рассматривается тран­зистор типа р-п-р) донорные примеси полностью ионизированы. Однако концентрация электронов проводимости в объеме базы не соответствует концентрации донорных примесей. За счет диффузии часть электронов проводимости уходит из участков базы, примы­кающих к эмиттерному переходу, в участки базы, примыкающие к коллекторному переходу. Образуются избыточный положитель­ный заряд ионов у эмиттерного перехода и избыточный отрицатель­ный заряд электронов у коллекторного перехода. Эти заряды соз­дают электрическое поле, направленное от эмиттера к коллектору и, следовательно, способствующее движению дырок в этом направ­лении. Рассмотрим влияние ускоряющего поля на высокочастот­ные свойства транзистора.