Многоэмиттерные транзисторы (МЭТ)

Структура МЭТ широко используется в цифровых микросхемах ТТЛ. Число эмиттеров в транзисторе может составлять 5…8. МЭТ можно представить как совокупность транзисторов с общими базами и коллекторами. Топология и структура МЭТ представлена на рис. 6. Для улучшения работы такого транзистора необходимо учитывать следующие обстоятельства. Для подавления работы паразитных горизонтальных n –p–n транзисторов расстояние между краями соседних эмиттерных областей должно превышать диффузионную длину носителей в базовом слое (обычно эта длина составляет 10…15 мкм). Для уменьшения паразитных токов через эмиттеры при инверсном включении транзистора искусственно увеличивают сопротивление пассивной области базы, удаляя базовый контакт от активной области транзистора, чтобы сопротивление базовой области составляло 200…300 Ом.

^

Многоколлекторные транзисторы (МКТ).

Структура МКТ является основной структурой единицей для И²Л. Структура МКТ представляет собой транзистор МЭТ включенного в инверсном режиме, т.е. общим эмиттером является эпитаксиальный слой, а коллекторы – n области малых размеров. Структура МКТ представлена на рис. 7. Главной проблемой при конструировании этого транзистора является обеспечения достаточного высокого коэффициента передачи тока от общего n–эмиттера к каждому из n –коллекторов. Это достигается расположение скрытого n –слоя как можно ближе к базовому и расположением n –слоев как можно ближе друг к другу.

^

Составные транзисторы.

Для повышения коэффициента усиления схемы используют составные транзисторы. Они могут быть реализованы как на основе двух транзисторов одного типа, так и на основе транзисторов разного типа. На рис. 8 представлена структура, в которой в зависимости от схемы соединения может быть осуществлен составной транзистор, состоящий из двух n–p–n транзисторов с общим коллектором, или составной транзистор, состоящий из вертикального n–p–n транзистора и горизонтального p–n–p транзистора. Составной транзистор имеет коэффициент усиления, равный произведению коэффициента усиления составляющих его транзисторов, однако быстродействие его определяется наименее быстродействующим транзистором.

^

Интегральные диоды и стабилитроны.

Любой из p–n переходов транзисторной структуры может быть использован для формирования диодов, обычно используется переходы база–эмиттер и база–коллектор. На рис. 9 представлено пять возможных вариантов использования p–n переходов в качестве диода:

– на основе перехода база– эмиттер с коллектором, закороченным на базу (БК–Э);

– на основе перехода коллектор–база с эмиттером, закороченным на базу (БЭ–К);

– с использование эмиттерного и коллекторного переходов, когда эмиттерные и коллекторные области соединены (Б–ЭК);

– на основе перехода база эмиттер, с разомкнутой цепью коллектора (Б–Э);

– на основе перехода база–коллектор с разомкнутой цепью эмиттера (Б–К).

Основные параметры этих типов включения представлены в табл. 4. Из этой таблице видно, что пробивное напряжение ^ U_пр больше у тех вариантов, в которых используется коллекторный переход, а обратные токи I_обр меньше у тех вариантов, в которых используется только эмиттерный переход. Емкость диода между катодом и анодом C_д у вариантов с наибольшей площадью перехода (т.е. для включения Б–ЭК) максимальна. Паразитная емкость на подложку C_о минимальна у варианта Б–Э. Время восстановления обратного тока t_в, характеризующего время переключения диода, минимально для варианта БК–Э, так как у этого варианта накапливается заряд только в базе.

Табл. 4. Параметры интегральных диодов от схемы включения.

Оптимальными для микросхем являются вариантами диода являются БК–Э и Б–Э. пробивное напряжение для такого типа включения составляет 7…8 В, что вполне достаточно для использования этих вариантов в низковольтных микросхемах.

С. для фиксации напряжения можно ис°С. В этом случае диод работает в режиме лавинного пробоя. Обратное включение диода БЭ–К применяют для получения напряжения стабилизации 3…5 В с температурным коэффициентом –(2…3) мВ/°Стабилитроны в интегральных схемах необходимы для фиксирования определенного уровня или для стабилизации напряжения. Интегральные стабилитроны могут формироваться на базе структуры интегрального транзистора в в различных вариантах в зависимости от необходимого напряжения стабилизации и его температурного коэффициента. Обратное включение диода Б–Э используется для получения напряжения 5…10 В с температурным коэффициентом (2…5)мВ/С.°пользовать один или несколько последовательно включенных в прямом направлении диодов БК–Э. При этом напряжение стабилизации кратно напряжению на открытом переходе (0,7 В). Температурная чувствительность такого включения составляет – 2мВ/