1.1.6 Технология изготовления транзисторов. Компьютерное моделирование и исследование биполярного транзистора

Компьютерное моделирование и исследование биполярного транзистора

дипломная работа

Эпитаксиально-планарная технология

Полупроводниковые ИМС на биполярных транзисторах наиболее часто изготовляют по планарной и планарно-эпитаксиальной технологиям, основанным на следующих технологических процессах создания транзисторных структур: окислении поверхности полупроводниковых подложек; литографии; эпитаксиальном наращивании полупроводниковых слоев; локальном введении примесных атомов.

Особенностью планарно-эпитаксиальной технологии является то, что коллекторные области структур создают эпитаксиальным наращиванием слоя полупроводникового материала, главным образом кремния n-типа, на подложке р-типа, а базовые и эмиттерные — введением легирующих примесных атомов в эпитаксиальный слой. При этом эмиттерные области формируют введением примесных атомов максимально возможной концентрации. Это обеспечивает создание транзисторных структур, обладающих высоким коэффициентом усиления по току. Формируют элементы и соединения между ними только на одной стороне подложки (рабочей поверхности).

Примесные атомы вводят в полупроводниковые подложки ионным легированием и диффузией. Причем, как правило, сначала ионным легированием производят загонку атомов примеси, а затем диффузией их разгонку, в процессе которой формируются слои, обладающие заранее заданными электрофизическими свойствами.

Технологические процессы изготовления полупроводниковых биполярных ИМС классифицируют по способам формирования транзисторных структур и изоляции элементов. Изолируют элементы ИМС в основном включением р-п-перехода в обратном направлении, формированием локальных полупроводниковых областей, полностью разделенных слоем диэлектрика, или комбинируя эти способы. Как уже отмечалось, технологические процессы окисления, диффузии, фотолитографии и напыления при изготовлении ИМС на биполярных транзисторах проводятся так же, как при изготовлении дискретных планарных биполярных транзисторов. Однако при производстве ИМС на исходных подложках одновременно формируют различные типы активных и пассивных элементов, которые должны быть электрически изолированы, поэтому технологический маршрут изготовления их сложнее.

Кроме того, при изготовлении биполярных ИМС для повышения быстродействия транзисторов в их коллекторных областях введением примесных атомов в исходную подложку непосредственно перед эпитаксиальным наращиванием монокристаллического полупроводникового слоя формируют скрытые высоколегированные слои, что также усложняет технологию. Качество и процент выхода годных ИМС в значительной степени зависят от совершенства изоляции их элементов.

Диффузионносплавная технология

С помощью диффузионных методов на германии и кремнии получают транзисторы со структурами р-п-р и п-р-п. При двусторонней диффузии на двух поверхностях пластины полупроводника вводятся примеси и тем самым создаются области эмиттера и коллектора с проводимостью, противоположной проводимости исходной пластины (базовой области). По своим характеристикам такие транзисторы близки к сплавным, т. е. имеют большие рабочие токи, но малую частоту fhaie. При двойной односторонней диффузии только через одну из поверхностей пластины проводится сначала диффузия примеси для создания базовой области (перехода коллектор — база), а затем диффузия примеси другого типа. При этом получается трехслойная транзисторная структура, где исходная пластина является телом коллектора. Транзисторы с двусторонней диффузией (с диффузионными эмиттером и коллектором) по сравнению с транзисторами с двойной односторонней диффузией (с диффузионной базой) имеют меньший спад усиления, более высокую устойчивость ко второму пробою

Делись добром 😉

Автоматизированное проектирование процессов выполнения заказа на изготовление печатной продукции на примере процесса изготовления каталога

1.1 Исходные данные для изготовления заказа

Рассмотрим конкретное полиграфическое предприятие, на котором имеются фиксированный набор оборудования и штат сотрудников, достаточные для выполнения определенного технологического процесса. В таблице 1…

Защита информации от копирования

1.1 ПРОВЕРКА ДАТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЬНОЙ СУММЫ ПЗУ

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) является неотъемлемой составной частью любого ПК. Содержимое ПЗУ учитывает особенности реализации конкретного ПК и может отличаться в компьютерах разного типа…

Защита программы от нелегального копирования

1.2 Проверка даты изготовления и контрольной суммы ПЗУ

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) является неотъемлемой составной частью любого IBM — совместимого ПК. Содержимое ПЗУ учитывает особенности реализации конкретного ПК и может отличаться в компьютерах разного типа. Более того…

Компьютерное моделирование и исследование биполярного транзистора

1.1.5 Схемы включения биполярных транзисторов

Схема включения транзистора с общим эмиттером Между базой и эмиттером транзистора, включённого по схеме с общим эмиттером, подсоединяют источник сигнала, а к коллектору — нагрузку…

Компьютерное моделирование и исследование биполярного транзистора

1.

1.7 Применение транзисторов

Вне зависимости от типа транзистора, принцип применения его един: Источник питания питает электрической энергией нагрузку, которой может быть громкоговоритель, реле, лампа накаливания, вход другого, более мощного транзистора…

Лабораторный стенд на базе платформы Intel P965

1.3. Размер кристалла Core 2 Duo и число транзисторов

Число транзисторов Core 2 Duo существенно меньше, чем у двуядерного процессора Pentium D 900. Благодаря 65-нм техпроцессу площадь кристалла тоже невелика (таблица 2)…

Основные технологические операции сборки и сервисного обслуживания компьютера

1.2 Технология изготовления деталей ПК

Изготовления любых деталей ПК сводится к 2 основным моментам: изготовление платы и изготовление микрочипов. Технология изготовления печатных плат…

Особенности конструирования и производства ЭВМ

2.3 Выбор варианта ТП изготовления блока

ТП изготовления разработанного устройства представляет собой комплекс действий исполнителей и оборудования по преобразованию исходных материалов и комплектующих элементов в готовое изделие. ..

Проектирование изделия в программе «Базис-конструктор-мебельщик»

1.2 Технические требования для изготовления данного стола

Изделие должно являться в потребности в соответствии со своими функциями. Признаками качества могут являться: потребительская оценка, спрос, экономические, конструктивные, технологические, эстетические показатели…

Проектирование локальной вычислительной сети

1.6.3 Локальные сети на основе разделяемой среды: технология TokenRing, технология FDDI

…

Проектирование цифровых устройств на интегральных микросхемах

1.5 Выбор материала для изготовления печатной платы

Для изготовления печатной платы нам необходимо выбрать следующие материалы: материал для диэлектрического основания печатной платы, материал для печатных проводников и материал защитного покрытия от воздействия влаги…

Разработка технологического процесса изготовления детали в САПР ТехноПро

8. Разработка УП для изготовления детали

8.

1 Загрузка модели, созданной в T-FLEX CAD Чтобы загрузить в программу EdgeCam построенную ранее модель детали, нужно сохранить в T-FLEX CAD 3D-модель детали с расширением .dxf (файл — экспортировать — dxf), а затем загрузить этот файл в EdgeCam…

Словарь школьника по технологии

6.Технология изготовления

Открываем программу Microsoft Publisher Меню Файл выбираем команду Создать. В области задач Новая публикация в группе Начать с макета выберите вариант Веб-узлы и электронная почта. Выберите вариант Веб-узлы, а затем — нужный тип публикации…

Создание лабораторного стенда, который позволит приобрести инженерно-практические навыки моделирования и отладки принципиальных схем при программировании в среде Multisim

1.10 Редактирование транзисторов, конденсаторов, индуктивности

> Для редактирования значения резистора, индуктивности или конденсатора: 1. Дважды щелкните по компоненту и выберите закладку Value. 2. Измените параметр, как нужно, и щелкните по ОК. ..

Устройство управления вентиляторами компьютера через порт LPT

2.1.5 Обоснование выбора транзисторов

Произведём выбор наиболее подходящего полупроводникового прибора из ниже приведённого списка. Таблица 2.1.5…

Биполярные транзисторы — Электротехника и основы электроники (Инженерия)

Лекция 4. Биполярные транзисторы

Устройство и принцип действия биполярного транзистора. Биполярным тран­зистором называется полупроводниковый прибор, имеющий два взаимодействую­щих между собой jD-n-перехода. Технология изготовления биполярных транзисторов может быть различной — сплавление, диффузия, эпитаксия, — что в значитель­ной мере определяет характеристики прибора.

В зависимости от последовательности чередования областей с различным типом проводимости различают и-р-п-транзисторы и /?-и-р-транзисторы. Упро­щенное устройство плоскостного «-р-п-транзистора приведено на рис. 4.1 а, его условное обозначение — на рис. 4.1 б, а схема замещения — на рис. -n-транзистора (а), его схематическое изображение (б) и схема замещения (в) Устройство />-/г-/>-транзистора (г), его схематическое изображение (д) и схема замещения (е)

электрод базы располагается ближе к эмиттеру, а ширина базы зависит от частот­ного диапазона транзистора и с повышением частоты уменьшается. В зависимос­ти от полярности напряжений, приложенных к электродам транзистора, различа­ют следущие режимы его работы: линейный (усилительный), насыщения, отсечки и инверсный.

В линейном режиме работы транзистора эмиттерный переход смещен в пря­мом направлении, а коллекторный — в обратном. В режиме насыщения оба пере­хода смещены в прямом направлении, а в режиме отсечки — в обратном. И, наконец, в инверсном режиме коллекторный переход смещен в прямом направле­нии, а эмиттерный — в обратном Кроме рассмотренных режимов возможен еще один режим, который является не рабочим, а аварийным — это режим пробоя.

Работа транзистора основана на управлении токами электродов в зависимо­сти от приложенных к его переходам напряжений В линейном режиме, когда переход база-эмиттер открыт благодаря приложенному к нему напряжению E^Us,, через него протекает ток базы ц Протекание тока базы приводит к ин-жекции зарядов из области коллектора в область базы, причем ток коллектора определяется как i^Bi » , где В — коэффициент передачи тока базы. Лкбо). Выходные вольт-амперные характеристики транзи­стора приведены на рис. 4.2 а. Линейная область на этих характеристиках отмече­на штриховой линией. Транзистор будет находиться в линейной области, если напряжение на коллекторе достаточно большое и выходит за границу штриховой линии.

Отметим некоторые особенности характеристик транзистора в линейной об­ласти. Во-первых, приращение тока коллектора пропорционально изменению тока базы. Во-вторых, ток коллектора почти не зависит от напряжения на коллек­торе (в соответствии с уравнением (4.1) такой зависимости вообще нет). В-треть­их, напряжение на базе не зависит от напряжения на коллекторе и слабо зависит

Рис. 4.2. Выходные характеристики биполярного транзистора (а) и его входная характеристика (б) оттока базь1. Из сказанного следует, что в линейном режиме транзистор для малых приращений тока базы можно заменить источником тока коллектора, уп­равляемого током базы. При этом, если пренебречь падением напряжения между базой и эмиттером, то можно считать этот переход коротким замыканием. В ре­зультате для линейного режима можно использовать простейшую модель транзи­стора, приведенную на рис. 4.3 а.

Пользуясь этой моделью, можно легко рассчитать коэффициент усиления кас­када, изображенного на рис. 4.3 6. Заменяя транзистор его моделью, получим эквивалентную схему, изображенную на рис. 4.3 в. Для этой схемы находим

откуда

«U                                                                       «

Если необходимо сделать расчет более точным, то модель транзистора можно усложнить введением других параметров, которые не учитывались при составле­нии схемы, изображенной на рис. 4.3 а. Уточненная схема замещения биполярного транзистора приведена на рис. 4.4. Этой схеме замещения соответствуют уравне­ния, которые называются уравнениями транзистора в Я-параметрах

Физический смысл параметров, приведенных в системе уравнений (4.4), мож­но легко установить, если воспользоваться режимами холостого хода на входе

Рис. кбо На вольт-амперных характеристиках транзисто­ра, приведенных на рис. 4.2 а, режиму отсечки соответствует горизонтальная ли­ния при г’8=0.

В справочных данных на транзисторы для режима отсечки обычно приводит­ся обратный ток коллектор — эмиттер /„я при заданном напряжении на коллек­торе и при заданном сопротивлении R, включенном между базой и эмиттером. Таким образом, два ключевых режима транзистора — режимы насыщения и от­сечки — позволяют использовать транзистор как замкнутый или разомкнутый ключ S. Остальные элементы на схемах замещения, приведенных на рис. 4.5, соот­ветствуют неидеальности транзисторного ключа.

Транзисторные ключи находят широкое применение в различных электрон­ных устройствах: измерительных усилителях для коммутации сигналов, в силовых преобразователях частоты и др. Во всех этих применениях транзистор поперемен­но переводится из режима насыщения в режим отсечки и обратно. В связи с этим очень важным является скорость переключения такого ключа, которая обычно характеризуется временем переключения или максимальной частотой коммутации. лин)

Наиболее часто инверсный режим транзистора используется в двунаправлен­ных ключах. В этом случае транзистор делается симметричным и его усиление практически не изменяется при замене коллектора и эмиттера. В таких транзисто­рах области коллектора и эмиттера имеют одинаковые свойства и геометрические размеры, поэтому любая из них может работать как эмиттер или коллектор. Для симметричных транзисторов характеристики в инверсном режиме подобны харак­теристикам в линейном режиме.

Динамические характеристики биполярного транзистора. Динамические харак­теристики транзистора по-разному описывают его поведение в линейном или ключевом режимах. Для ключевых режимов очень важным является время пере­ключения транзистора из одного состояния в другое. В то же время для усили­тельного режима транзистора более важными являются его свойства, которые показывают возможность транзистора усиливать сигналы различных частот

Процессы включения и выключения транзисторного ключа показаны на рис. 4.6 При включении транзистора (рис. 4.6 а) в его базу подается прямоуголь­ный импульс тока с крутым фронтоном Ток коллектора достигает установивше­гося значения не сразу после подачи тока в базу. Имеется некоторое время задер­жки ?зад> спустя которое появляется ток в коллекторе. Затем ток в коллекторе плавно нарастает и после времени /дар достигает установившегося значения /к „кл> таким образом

где 1акл — время включения транзистора.

Рис 4 б Процессы при включении транзистора (а) и выключении (б)

При выключении транзистора на его базу подается обратное напряжение, i результате чего ток базы меняет свое направление и становится равным /g „ых Покг происходит рассасывание неосновных носителей заряда в базе, этот ток не меняе1 своего значения. Это время называется временем рассасывания ?рас. После оконча­ния процесса рассасывания происходит спад тока базы, который продолжается i течение времени ten— Таким образом, время выключения транзистора равно

Следует особо отметить, что при выключении транзистора, несмотря на из­менение направления тока базы, транзистор в течение времени ?p„c остается вклю­ченным и коллекторный ток не меняет своего значения. Спад тока коллектора начинается одновременно со спадом тока базы и заканчиваются они практически одновременно

Время рассасывания сильно зависит от степени насыщения транзистора перед его выключением. Минимальное время выключения получается при граничном режиме насыщения Для ускорения процесса рассасывания в базу пропускают об­ратный ток, который зависит от обратного напряжения на базе Однако прикла­дывать к базе большое обратное напряжение нельзя, так как может произойти пробой перехода база-эмиттер Максимальное обратное напряжение на базе обычно не превышает 5 7В

Если к базе транзистора в процессе запирания не прикладывается обратное напряжение (например, база замыкается на эмиттер), то такое запирание транзи­стора называется пассивным При пассивном запирании время рассасывания зна­чительно увеличивается, а обратный ток базы уменьшается Форма тока коллек­тора при подаче в базу прямоугольного импульса тока показана на рис 4 7 Из этого рисунка видно, что форма импульса тока коллектора не только изменяется за счет растягивания длительности фронтов, но и сам импульс увеличивается по длительности на время t^c— В справочных данных обычно приводят времена вклю­

чения, спада и рассасывания Для наибо­лее быстрых транзисторов время рассасы­вания имеет значение 0,1. 0,5 мкс, однако для многих силовых транзисторов оно до­стигает 10 мкс

Динамические свойства транзистора в усилительном режиме принято характери­зовать не временем включения или вы­ключения, а его частотными характерис­тиками. Имеется много различных моде­лей транзисторов, работающих на высоких частотах, однако наиболее распростра­ненными являются модели, основанные на схеме замещения Джиаколетто и аппрок­симации зависимости коэффициента пере­дачи тока базы (или эмиттера) на высо­кой частоте.

Гис 4 / Изменение формы импульса при работе транзисторного ключа

Рассмотрим вначале схему замещения транзистора, предложенную Джиако-летто. Эта схема приведена на рис 4 8 я и представляет собой П-образную схему, в которой усилительные свойства транзистора учтены крутизной S его вольт-амперной характеристики (т е. проводимостью прямой передачи), а частотная зависимость усилительных свойств определяется учетом емкостей между базой и коллектором — Сц и базой и эмиттером — Су Достоинство этой схемы замещения заключается в том, что она с достаточной для практических расчетов точностью отражает реальное свойство транзисторов на высоких частотах Кроме того, все параметры элементов этой схемы замещения можно легко измерить или рассчи­тать

На схеме замещения (рис. ie, приведен­ному в схеме замещения рис. 4.4, однако в отличие от последнего он управляется не током базы ц, а напряжением щ,

Эта схема объясняет причины, приводящие к уменьшению усиления транзис­тора с повышением частоты Во-первых, с ростом частоты уменьшается полная

Рис 4 8 Схема замещения транзистора на высокой частоте (а) и частотная зависимость коэффициента передачи тока базы (б)

проводимость эмиттерного перехода, что приводит к увеличению тока ig и увели­чению падения напряжения на Гц Таким образом, управляющее напряжение щ, для источника тока уменьшается с ростом частоты и, следовательно, уменьшается усиление транзистора

Дополнительное снижение усиления обусловлено влиянием коллекторной проводимости, которая тоже уменьшается с ростом частоты В результате ток базы еще больше увеличивается, что приводит к дополнительному снижению на­пряжения Mg,

Другим способом учета влияния частоты на усилительные свойства транзис­тора является аппроксимация зависимости коэффициента передачи тока базы от частоты, т е. вместо постоянного значения коэффициента передачи тока базы В используется частотно-зависимый коэффициент

где ро=Д — коэффициент передачи тока базы на низкой частоте, < » р — предель­ная частота коэффициента передачи тока базы

Модуль частотной зависимости коэффициента передачи тока базы определя­ется по формуле

На частоте со=Юр модуль коэффициента передачи уменьшается по сравнению с ро в /2= 1,41 раза Если со>3(Вр, то частотная зависимость коэффициента переда­чи тока базы принимает вид

где (07-=Ро<Вр граничная частота коэффициента передачи тока базы, на которой коэффициент передачи тока снижается до единицы

Рассмотренная частотная зависимость коэффициента передачи тока базы приведена на рис 486. Следует учесть, что помимо падения усиления с ростом частоты имеет место фазовый сдвиг выходного сигнала по сравнению с входным, определяемый формулой

Поскольку фазовый сдвиг зависит от частоты, то сигналы с широким спект­ром частот будут дополнительно искажаться за счет фазового сдвига гармоникЛекция 5. Униполярные транзисторы

Устройство и принцип действия униполярного транзистора. Униполярными, ил) полевыми, транзисторами называются полупроводниковые приборы, в которы:

регулирование тока производится изменением проводимости проводящего канал;

с помощью электрического поля, перпендикулярного направлению тока Оба на звания этих транзисторов достаточно точно отражают их основные особенности прохождение тока в канале обусловлено только одним типом зарядов, и управле ние током канала осуществляется при помощи электрического поля

Электроды, подключенные к каналу, называются стоком (Drain) и истоков (Source), а управляющий электрод называется затвором (Gate) Напряжен » управления, которое создает поле в канале, прикладывается между затвором i истоком В зависимости от выполнения затвора униполярные транзисторы делят ся на две группы с управляющим ^-и-переходом и с изолированным затвором

Устройство полевого транзистора с изолированным затвором (ПТИЗ) приве дено на рис 5. 1 а, а полевого транзистора с управляющим переходом (ПТУП) — на рис. 516.

В полевых транзисторах с изолированным затвором электрод затвора изоли рован от полупроводникового канала с помощью слоя диэлектрика из двуокис! кремния SiOz. Электроды стока и истока располагаются по обе стороны затвор. и имеют контакт с полупроводниковым каналом Ток утечки затвора пренебрежи мо мал даже при повышенных температурах Полупроводниковый канал може» быть обеднен носителями зарядов или обогащен ими При обеденном канале элек трическое поле затвора повышает его проводимость, поэтому канал называете) индуцированньш. Если канал обогащен носителями зарядов, то он называете? встроенным Электрическое поле затвора в этом случае приводит к обеднении канала носителями зарядов.

Проводимость канала может быть электронной или дырочной Если кана;

имеет электронную проводимость, то он называется и-каналом Каналы с дыроч’ ной проводимостью называются ^-каналами В результате полевые транзисторы с изолированным затвором могут быть четырех типов с каналом и- или ^-типов,

Рис 5 1 Устройство униполярного транзистора с изолированным затвором (а) и с управляющим р-п-переходом (б)

каждый из которых может иметь индуцированный или встроенный канал Услов­ные схематичные изображения этих типов транзисторов приведены на рис. 5.2. Графическое обозначение транзисторов содержит максимальную информацию о его устройстве Канал транзистора изображается вертикально штриховой или сплошной линией. Штриховая линия обозначает индуцированный канал, а сплошная — встроенный Исток и сток действуют как невыпрямляющие контак­ты, поэтому изображаются под прямым углом к каналу. Подложка изображается как электрод со стрелкой, направление которой указывает тип проводимости ка­нала. Затвор изображается вертикальной линией, параллельной каналу Вывод затвора обращен к электроду истока.

Условное обозначение полевых транзисторов состоит из ряда букв и цифр. Первая буква указывает материал, из которого изготовлен прибор (К — кремний, А — арсенид галлия) Вторая буква, П, указывает на принадлежность к группе полевых транзисторов. Первая цифра указывает на допустимую рассеиваемую мощность и максимальную рабочую частоту. Далее идет двухзначньш номер раз­работки транзистора. Пятая буква соотвествует разбраковке по параметрам. На­пример, транзистор КП302А — кремниевый, полевой, малой мощности, высоко­частотный. -типа.

Рассмотрим некоторые особенности этих характеристик. Все характеристики полевых транзисторов с каналом п-типа расположены в верхней половине графи­ка и, следовательно, имеют положительный ток, что соответствует положительно­му напряжению на стоке. Наоборот, все характеристики приборов с каналом / » -типа расположены в нижней половине графика и, следовательно, имеют отрица­тельное значение тока и отрицательное напряжение на стоке. Характеристики

ПТУП при нулевом напряжении на затворе имеют максимальное значение тока, которое называется начальным /<:нач- При увеличении запирающего напряжения ток стока уменьшается и при напряжении отсечки t/отс становится близким к нулю.

Характеристики ПТИЗ с индуцированным каналом при нулевом напряжении на затворе имеют нулевой ток. Появление тока стока в таких транзисторах про­исходит при напряжении на затворе больше порогового значения t/пор. Увеличе­ние напряжения на затворе приводит к увеличению тока стока.

Характеристики ПТИЗ со встроенным каналом при нулевом напряжении на затворе имеют начальное значение тока /с нач. Такие транзисторы могут работать как в режиме обогащения, так и в режиме обеднения. При увеличении напряжения на затворе канал обогащается и ток стока растет, а при уменьшении напряжения на затворе канал обедняется и ток стока снижается.

На рис. 5.5 приведены выходные вольт-амперные характеристики ПТУП с каналом л-типа. Характеристики других типов транзисторов имеют аналогичный вид, но отличаются напряжением на затворе и полярностью приложенных напря­жений. На этих вольт-амперных характеристиках можно выделить две области:

линейную и насыщения.

В линейной области вольт-амперные характеристики вплоть до точки пере­гиба представляют собой прямые линии, наклон которых зависит от напряже­ния на затворе. В области насыщения вольт-амперные характеристики идут практически горизонтально, что позволяет говорить о назависимости тока сто­ка от напряжения на стоке. В этой области выходные характеристики полевых транзисторов всех типов сходны с характеристиками электровакуумных пен- тодов. —’-Uy, то сопротивление канала возрастает до бесконечности: 7?с—’-⁰⁰. График зависимости сопротивления канала от управляющего напряжения на зат­воре приведен на рис. 5.6 а.

При приближении к точке перегиба вольт-амперных характеристик сопротив­ление канала начинает увеличиваться, так как сказывается второй член в выраже­нии (5.1). В этом случае можно определить дифференциальную проводимость канала, пользуясь формулой (5.1):

откуда получаем значение дифференциального сопротивления канала

Зависимость сопротивления канала от напряжения на стоке С/с„ нарушает | линейность сопротивления, однако при малом уровне сигнала этой зависимостью можно пренебречь. Таким образом, основное применение полевых транзисторов в линейной области определяется их способностью изменять сопротивление при изменении напряжения на затворе. Это сопротивление для мощных полевых тран­зисторов с изолированным затвором достигает долей ома (0,5… 2,0 Ома), что позволяет использовать их в качестве замкнутого ключа с весьма малым соб­ственным сопротивлением канала. -*Uy, то сопротивление канала возрастает до бесконечности. Re-*⁰⁰. График зависимости сопротивления канала от управляющего напряжения на зат­воре приведен на рис. 5.6 а.

При приближении к точке перегиба вольт-амперных характеристик сопротив­ление канала начинает увеличиваться, так как сказывается второй член в выраже­нии (5.1). В этом случае можно определить дифференциальную проводимость канала, пользуясь формулой (5.1):

откуда получаем значение дифференциального сопротивления канала

Зависимость сопротивления канала от напряжения на стоке Uy, нарушает линейность сопротивления, однако при малом уровне сигнала этой зависимостью можно пренебречь. Таким образом, основное применение полевых транзисторов в линейной области определяется их способностью изменять сопротивление при изменении напряжения на затворе. Это сопротивление для мощных полевых тран­зисторов с изолированным затвором достигает долей ома (0,5. .. 2,0 Ома), что позволяет использовать их в качестве замкнутого ключа с весьма малым соб­ственным сопротивлением канала.

С другой стороны, если напряжение на затворе сделать равным пороговому значению (или больше его), то сопротивление канала транзистора увеличивается,

что соответствует разомкнутому ключу с весьма малой собственной проводи­мостью. Таким образом, полевой транзистор можно использовать как ключ, управляемый напряжением на затворе. Такой ключ способен пропускать доста­точно большой ток (до 10 А и выше) Уменьшить сопротивление канала можно параллельным включением транзисторов с общим управляющим напряжением, чем обычно и пользуются при создании силовых ключей. Схема замещения ключа на полевом транзисторе приведена на рис. 5.6 б.

Область насыщения В области насыщения ток стока полевого транзистора определяется уравнением

из которого следует его полная независимость от напряжения на стоке. Практи­чески такая зависимость есть, но в большинстве случаев она слабо выражена. тах=2&{/п, уравнение (5.8) можно записать в виде

Схему замещения полевого транзистора для области насыщения можно пред­ставить в виде источника тока стока, управляемого напряжением на затворе U, » . При этом для большого сигнала нужно пользоваться уравнением (5.5), а для ма­лого сигнала, используя (5.8), получим

где крутизну S в выбранной рабочей точке можно считать величиной постоянной и не зависящей от напряжения на затворе. Схема замещения полевого транзистора приведена на рис. 5.7 а. В этой схеме цепь затвора представлена как разомкнутая, поскольку ток затвора очень мал и его можно не учитывать. Пользуясь этой схе­мой замещения, легко найти усиление простейшего усилительного каскада на по­левом транзисторе, изображенного на рис. 5.7 б. Заменив полевой транзистор его эквивалентной схемой, получим схему замещения усилительного каскада, при­веденную на рис. 5.7 в, для которой можно найти напряжение на нагрузке:

откуда

¥w 5. тах=2&{/п, уравнение (5.8) можно записать в виде

Схему замещения полевого транзистора для области насыщения можно пред­ставить в виде источника тока стока, управляемого напряжением на затворе U, » . При этом для большого сигнала нужно пользоваться уравнением (5.5), а для ма­лого сигнала, используя (5.8), получим

где крутизну S в выбранной рабочей точке можно считать величиной постоянной и не зависящей от напряжения на затворе. Схема замещения полевого транзистора приведена на рис. 5.7 а. В этой схеме цепь затвора представлена как разомкнутая, поскольку ток затвора очень мал и его можно не учитывать. Пользуясь этой схе­мой замещения, легко найти усиление простейшего усилительного каскада на по­левом транзисторе, изображенного на рис. 5.7 б. Заменив полевой транзистор его эквивалентной схемой, получим схему замещения усилительного каскада, при­веденную на рис. 5.7 в, для которой можно найти напряжение на нагрузке:

откуда

¥w 5. ‘=S — это крутизна полевого транзистора (или проводи­мость прямой передачи). Из схемы замещения, приведенной на рис. 5.5 г, можно получить простейшую схему замещения, изображенную на рис. 5.7 а, если поло­жить Уп=Уи=У22=0-

Отметим, что в справочниках по полевым транзисторам обычно приводятся не все, а только некоторые из рассмотренных характеристик. Всегда приводится значение крутизны S, вместо входной проводимости иногда приводятся ток утеч­ки затвора и входная емкость, а вместо проводимости обратной передачи в боль­шинстве случаев приводится так называемая проходная емкость Сэс, т. е. емкость с затвора на сток (или на канал). Для мощных полевых транзисторов, работаю­щих в ключевом режиме, обычно приводится значение сопротивления открытого канала, максимальный ток стока и предельное напряжение на стоке.

Динамические характеристики полевых транзисторов. Динамические характе­ристики полевых транзисторов по-разному описывают их поведение в ключевом и линейном (усилительном) режимах работы. , выходная проводимость gem ^{a также объемные сопротивления /•с и г,, участков канала, примыкающих к электродам стока и истока. Если пре­небречь небольшими объемными сопротивлениями контактов стока и истока, а также утечками с затвора на канал, то комплексные проводимости схемы замеще­ния будут иметь значения}

Из выражения (5.14) следует, что с повышением частоты уменьшается входное сопротивление 1/у,х полевого транзистора и сопротивление обратной связи со стока на затвор /уг- В результате возрастает емкостной ток с затвора на канал и напряжение на затворе уменьшается. При этом снижается усиление транзистора на высокой частоте. Следует, однако, отметить, что многие из параметров схемы замещения, при­веденной на рис. 5 8 а, зависят от режима работы транзистора, т е от постоянные напряжений на его электродах Так, например, крутизна S зависит от напряжение на затворе U,u (см формулу 5 9) Для транзисторов с/ » -и-переходом емкости затво­ра Сэи и Сзи являются барьерными и с увеличением обратного напряжения на затворе уменьшаются

Переходные процессы при ключевом режиме работы рассмотрим на при­мере процессов включения и выключения полевого транзистора с индуциро­ванным каналом и-типа, пользуясь схемой, изображенной на рис 586. задвык. время выключения Гцых; в течение которого спадает импульс тока стока, и время ty, установления исходного

Страница не найдена | АКВТ

Запрошенную информацию найти не удалось. Возможно, будет полезен поиск по сайту или приведённые ниже ссылки.

Не нашли то, что искали?

Search

Страницы

• QR код для оказания благотворительной помощи колледжу
• Безопасный Интернет
• Виртуальный тур
  • Фотогалерея
    • «Мы — Добровольцы!»
    • АКВТ на Дне Победы!
    • АКВТ на митинг-концерте, посвященном Крымской весне
    • Вручение дипломов 2016
    • Встречаем Олимпийский огонь
    • День народного единства 2015
    • День народного единства 2017
    • День Открытых дверей 2015
    • День Открытых Дверей 2016
    • День открытых дверей в АКВТ 2017
    • КРЫМ! Мы с тобой!
    • Мы — добровольцы 2016!
    • Награждение победителей фестиваля «Мисс Зимнее Очарование»
    • Новогодний концерт «АКВТ в Джунглях»
    • Празднование Масленицы 2016
    • Прогноз безопасности в АКВТ!
    • Студенты АКВТ и члены военно-патриотического клуба «Покров» на масленичных забавах
    • Торжественное открытие мемориала «Журавли»
    • Торжественный митинг (Хулхута)
    • Фестиваль «Мисс Зимнее Очарование»
    • Фестиваль студенческой науки 2016
    • Шарик Радости
    • Ярмарка вакансий 2016
• Все новости
• Дистанционное обучение
• Информационная безопасность
• Курс «Основы web-дизайна»
• Курс «Основы компьютерной грамотности. Комплексная программа»
• Курс «Основы разработки web-сайта»
• Министерство образования и науки Российской Федерации
• Обратная связь
• Обращения граждан
• Партнеры
  • Служба содействия трудоустройству выпускников
• Политика в отношении обработки персональных данных
• Поступающим
  • Приемная кампания 2022
    • Подача документов онлайн
    • Подача документов через операторов почтовой связи
  • Обращение директора
  • Реализуемые специальности
  • Правила приёма
  • Контрольные цифры приема на 2022 год
  • Количество поданных заявлений
  • Информирование поступающих
  • Заявление
  • Информация о результатах приема по каждой профессии, специальности среднего профессионального образования
  • Приказы о зачислении
  • Информация о дополнительном наборе
  • Платное обучение
  • Общежитие
  • Подготовительные курсы
    • Заявка на поступление на подготовительные курсы
  • Схема проезда
  • Горячая линия по вопросам приема, в том числе для лиц с ОВЗ и инвалидов
  • Горячая линия Минобрнауки
  • Information for Foreign Citizens (Training of foreign citizens)
  • Обучение иностранных граждан
• Предупреждение распространения коронавирусной инфекции
  • Профилактика новой коронавирусной инфекции COVID-19
• Преподавателям
  • График учебного процесса
  • Расписание занятий
    • График консультаций для студентов заочного отделения 2 семестр 2018-2019 учебного года
    • Расписание занятий для студентов заочного отделения
  • Оформление документации
    • Преподавателю
    • Заведующему кабинетом/лабораторией
    • Куратору
    • Руководителю курсового/дипломного проектирования
  • Аттестация преподавателей
  • Нормативные документы, регламентирующие деятельность преподавателей
  • Конкурсы
    • Всероссийский конкурс социально рекламы в области формирования культуры здорового и безопасного образа жизни «СТИЛЬ ЖИЗНИ — ЗДОРОВЬЕ! 2020»
  • Полезные вкладки
• Родителям
  • Методические материалы для родителей и классных руководителей по здоровому образу жизни
  • О чем молчит подросток
  • Отцовство — твой главный жизненный проект
• Сведения об образовательной организации
  • Герои Великой Победы в миниатюре
    • Диорама 1 «Полундра!»
    • Диорама 2 «Полигон»
    • Диорама 3 «Операция «Уран»
    • Диорама 4 «Тигры перед боем»
    • Диорама 5 «Герои Белостока»
    • Диорама 6 «Школьник Свердловска»
  • Международное сотрудничество
  • Наставничество
  • Основные сведения
  • Студенческий спортивный клуб СПО
  • Федеральный проект «Молодые профессионалы»
    • Аттестаты о присвоении статуса центра проведения демонстрационного экзамена
    • Банк фотоматериалов
    • Графики работы мастерских
    • Дизайн-проект мастерских
    • Дополнительное профессиональное образование
    • Дополнительные образовательные программы
    • Локальные акты по проекту
    • Программы повышения квалификации
    • Программы профессиональной переподготовки
    • Профессиональное обучение
    • Ссылки на репортажи, публикации в СМИ
  • Часто задаваемые вопросы
  • Структура и органы управления колледжем
  • Документы
    • Антимонопольный комплаенс
    • Нормативные акты Министерства образования и науки Астраханской области
    • Устав колледжа
    • Лицензия на осуществление образовательной деятельности
    • Cвидетельство о государственной аккредитации
    • Локальные нормативные акты
      • Документы, регламентирующие деятельность колледжа в целом
      • Документы, регламентирующие образовательную и воспитательную деятельность
      • Проекты документов
      • Единый план работы колледжа
    • Отчет о результатах самообследования
    • Документ о порядке оказания платных образовательных услуг
    • Предписания органов, осуществляющих государственный контроль в сфере образования
    • Установление размера платы, взимаемой с родителей за присмотр и уход за детьми
  • Руководство. Педагогический (научно-педагогический) состав
  • Образование
    • Информация о реализуемых образовательных программах
    • Основные профессиональные образовательные программы
    • Календарный учебный график
    • Численность обучающихся по реализуемым образовательным программам
    • Язык, на котором осуществляется образование
    • Информация о результатах приема, перевода, восстановления и отчисления студентов
    • Направления и результаты научно-исследовательской деятельности
  • Образовательные стандарты
  • Материально-техническое обеспечение и оснащенность образовательного процесса
  • Стипендии и меры поддержки обучающихся
  • Платные образовательные услуги
  • Финансово-хозяйственная деятельность
  • Вакантные места для приема (перевода) обучающихся
  • Противодействие коррупции
  • Доступная среда. Организация получения образования студентами с ОВЗ
  • Информация по защите прав обучающихся
• Студентам
  • Кружки, секции и студии АКВТ
  • Студенческое самоуправление
    • Волонтерское движение АКВТ
    • Студенческая газета «Студ&ты»
  • График учебного процесса
  • Расписание занятий
    • График консультаций для студентов заочного отделения 2 семестр 2018-2019 учебного года
    • Расписание занятий для студентов заочного отделения
  • Учебно-методические материалы
    • Компьютерные системы и комплексы
    • Программирование в компьютерных системах
    • Сетевое и системное администрирование
    • Информационные системы и программирование
    • Информационная безопасность автоматизированных систем
    • Обеспечение информационной безопасности автоматизированных систем
    • Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования
    • Автоматизация технологических процессов и производств
    • Оснащение средствами автоматизации технологических процессов и производств
    • Специальности НПО
    • Заочное
  • Государственная Итоговая Аттестация
  • Трудоустройство
  • Сдать ЕГЭ
  • Библиотека
    • Библиотека сегодня
    • Информационные ресурсы свободного доступа
    • Электронно-библиотечная система
    • Доска объявлений библиотеки
  • Полезные вкладки
    • 8 мифов о наркотиках
    • «Народная дружина города Астрахани»
    • Ловушки для пешеходов
    • Противодействие терроризму

Записи

• Анонс
  • АНОНС. Международная акция «Тест по истории Великой Отечественной войны»
  • АНОНС. О проведении VI Международной просветительской акции «Большой этнографический диктант-2021»
  • Профессионально-техническому образованию посвящается…
  • Объявление по собраниям для студентов нового набора
• Новости
  • Праздничный концерт, посвящённый Дню учителя и Дню среднего профессионального образования
  • 30-ые Всероссийские соревнования по судомодельному спорту в классах гоночных управляемых яхт «Нижневолжская регата»
  • Внимание, опрос!
  • Всероссийский день ходьбы
  • Презентация проектов РСМ
  • Профилактика ПАВ
  • Преподаватель Астраханского колледжа вычислительной техники представит Астраханскую область на всероссийском конкурсе «Мастер года — 2022»
  • Профилактика преступлений в сфере незаконного оборота наркотиков
  • День среднего профессионального образования
  • Подготовительный этап VIII Национального чемпионата профессионального мастерства «Абилимпикс»
  • Профилактика употребления ПАВ
  • Легкоатлетическая эстафета посвященная «Дню города»
  • Торжественное мероприятие, в поддержку референдумов о присоединении Донбасса к России
  • Всероссийская Неделя безопасности дорожного движения
  • 2 октября в России отмечают День профессионально-технического образования
  • Митинг-возложение памяти героям 28 Армии
  • Полуфинал Всероссийского конкурса «Большая перемена»
  • Соревнования по легкой атлетике «Кросс наций»
  • Студент АКВТ принял участие в федеральном Просветительском марафоне «Знание»
  • Региональная научно-практическая конференция «МЕДИАЦИЯ КАК АЛЬТЕРНАТИВА КОНФРОНТАЦИИ»
  • Разговоры о важном
  • ГБПОУ АО «АКВТ» проводит дополнительный набор
  • Каспийский молодёжный образовательный форум «СЕЛИАС»
  • «Поделись своим знанием»
  • Мастер года 2022
  • Всероссийская акция «Поделись своим знанием»
  • День знаний 2022!
  • Лекция-беседа на тему «Профилактика терроризма и экстремизма в молодёжной среде»
  • Праздничные мероприятия 1 сентября 2022 года
  • Федеральный марафон «Знание»
  • Объявление по собраниям для студентов нового набора
  • День Государственного флага Российской Федерации
  • Запущена регистрация на Всероссийскую медиашколу «Без срока давности 3. 0» для студентов педагогических вузов и педагогических работников сферы гражданско-патриотического воспитания
  • Курсы для школьников «Погружение в специальность»
  • Вручение дипломов выпускникам 2022 года!
  • Демонстрационный экзамен в соответствии со стандартами Worldskills Russia
  • Великий государь великого государства: 350-летие со дня рождения Петра I
  • Вместе — ЗА здоровье нации!
  • Линейка памяти и скорби
  • Открытие мемориальной доски генерал-полковнику Тутаринову Ивану Васильевичу
  • XV Международный конкурс ВКР с использованием программных продуктов 1С
  • Студент 1 курса АКВТ в составе археологической экспедиции принял участие в «Вахте памяти»
  • День России!
  • Студенты АКВТ на областной конференции «IT-технологии XXI века: вызовы, становление, развитие»
  • Студенты АКВТ на финале Всероссийских просветительских игр
  • «Цени своё здоровье»
  • Стань Студентом года — 2022!
  • Памятка «Безопасность детства»
  • V Региональный чемпионат профессионального мастерства «Абилимпикс»
  • Итоги областной олимпиады по информатике!
  • Городская легкоатлетическая эстафета посвящённая Дню победы
  • Военная академия воздушно-космической обороны
  • День Победы!
  • Праздничный концерт «День Победы»
  • ГОРЯЧАЯ ЛИНИЯ В СИСТЕМЕ СПО НА БАЗЕ МИНИСТЕРСТВА ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ
  • Как провести майские праздники вместе с Пушкинской картой
  • Праздник Весны и Труда
  • Субботник в АКВТ
  • Финал по подтягиваниям «Я-Чемпион»
  • Спартакиада ПОО среди учащихся по стритболу
  • Областная практическая конференция по дисциплинам ОБЖ, БЖ «Астраханская область территория безопасности»
  • Акция «Чистые игры»
  • Полуфинальный этап соревнований по подтягиваниям «Я-Чемпион»
  • Товарищеская игра по мини-футболу
  • Интерактивная лекция «Здоровый образ жизни»
  • Марафон «Новые горизонты»
  • День открытых дверей!
  • Турнир по мини-футболу на кубок «Дружбы народов»
  • День открытых дверей в АКВТ
  • День здоровья в стенах АКВТ!
  • Патриотическая акция, посвященная восьмилетию со дня провозглашения Донецкой Народной Республики
  • Родительские собрания в группах 1-3 курсов
  • Итоги отборочного тура олимпиады по информатике!
  • Первенство студенческой лиги по пулевой стрельбе из пневматического оружия
  • Агрегатор профориентационных возможностей
  • «Всероссийский урок добровольчества»
  • Встреча с ветеранами боевых действий
  • День открытых дверей
  • Профориентационный проект «Загляни за горизонт»
  • Акция «Сообщи, где торгуют смертью»
  • Областной профориентационный форум «Топ профессий на селе»
  • Без срока давности
  • Профилактика заболевания туберкулезом
  • День открытых дверей в АКВТ 2022
  • Методическое объединение преподавателей ССУзов Астраханской области
  • Праздничный концерт под девизом «Zа Мир! Zа Россию! Zа Президента!»
  • Встреча с представителем Областного центра крови
  • Начни свой путь из кандидата в бойцы студенческих отрядов!
  • Встреча студентов с медицинским психологом
  • Реализация программы «Пушкинская карта»
  • С праздником прекрасная половина Астраханского колледжа вычислительной техники!
  • С Международным женским днем!
  • #МЫВМЕСТЕ
  • Соревнования по стрельбе из пневматической винтовки
  • «В Питере — учиться»
  • Осторожно мошенники!!!
  • Спартакиада учащихся ПОО по настольному теннису
  • Школа бизнеса «Точка роста»
  • Поздравляем с 23 февраля! С Днем защитника Отечества!
  • Студент АКВТ награжден дипломом победителя Кубка России по судомодельному спорту
  • Презентация РСМ
  • С Днем защитника Отечества!
  • Турнир по DOTA2
  • Международной конкурс-премии уличной культуры и спорта «КАРДО»
  • Набор студентов в Корпус общественных наблюдателей
  • День снятия блокады Ленинграда
  • С Днём студента!
  • Региональный этап Всероссийских соревнований по мини-футболу
  • Совещание органов студенческого самоуправления
  • VI Открытый Региональный Чемпионат «Молодые профессионалы России»: финальный день
  • VI Открытый Региональный Чемпионат профессионального мастерства «Молодые профессионалы» (WorldSkills Russia) день 4
  • VI Открытый Региональный Чемпионат профессионального мастерства «Молодые профессионалы» (WorldSkills Russia) день 2
  • VI Открытый Региональный Чемпионат профессионального мастерства «Молодые профессионалы» (WorldSkills Russia) день 1
  • Поздравляем победителей международных конкурсов
  • Курсы для школьников
  • Конкурс на лучшее видео – поздравление «С Новым годом!»
  • Конкурс на лучшее видео – поздравление «С Новым годом!»
  • Студенты АКВТ приняли участие в открытии памятника легендарному командарму
  • Поздравления от Деда Мороза и Снегурочки
  • Поздравляем с началом сессии!
  • Проведение независимой оценки качества условий осуществления образовательной деятельности ГБПОУ АО «Астраханский колледж вычислительной техники»
  • В АКВТ прошла акция Всероссийский тест на знание Конституции РФ
  • I заседание МК СПО АО преподавателей информатики 10 декабря 2021 г.
  • Конкурс на лучшее видео-поздравление с Новым годом
  • Телеканал «Астрахань 24» о выставке студентов АКВТ — участников проекта «Герои Великой Победы в миниатюре» в Музее боевой славы
  • Анонс! Массовая просветительская акция Всероссийский тест на знание Конституции РФ
  • Интерактивная игра «Я, мои права и обязанности»
  • Всероссийский конкурс «Флагманы образования. Студенты»
  • Команда АКВТ на фестивале студенческой лиги КВН
  • Выставка студентов АКВТ в Музее боевой славы
  • Студенты и преподаватели АКВТ прошли исторический тест в День Неизвестного солдата
  • В Музее боевой славы пройдёт 2-ая выставка работ студентов АКВТ
  • Астраханский колледж вычислительной техники стал площадкой федерального проекта «Билет в будущее»
  • С днём матери!
  • Акция «Призывник»
  • Проведение родительских собраний
  • АКВТ посетили участники клуба моделистов «Сталинградский фронт»
  • Студент Астраханского колледжа вычислительной техники – победитель Всероссийского конкурса «Большая перемена»
  • В АКВТ состоялась встреча, посвящённая сохранению исторической памяти и защите Отечества
  • Об организации межведомственного штаба по организации волонтерской деятельности
  • О программе «Пушкинская карта»
  • Семинар, посвященный всероссийскому конкурсу «Soft Skills Russia»
  • VI Международная просветительская акция «Большой этнографический диктант-2021»
  • Студенты Астраханского колледжа вычислительной техники – финалисты Всероссийского конкурса «Большая перемена»
  • Студенты АКВТ в финале Международной олимпиады в сфере информационных технологий «IT-Планета 2020/21»
  • Пушкинская карта
  • Анкетирование в рамках проекта «Без срока давности»
  • Акция «Сообщи, где торгуют смертью»
  • День учителя в стенах АКВТ
  • С днем учителя!
  • Расписание спортивных секций
  • Выставка посвящённая Дню профтехобразования
  • «Полетели поздравительные телеграммы…»
  • Марафон танцевальных поздравлений
  • Студенты АКВТ провели выставку военных диорам на Кубке Прикаспийских государств по рукопашному бою
  • В АКВТ прошли первые занятия в рамках проекта «Герои Великой Победы в миниатюре»
  • Посвящение в студенты в стенах АКВТ
  • АКВТ в полуфинале Всероссийского конкурса «Большая перемена»
  • Совещание органов студенческого самоуправления
  • Студент нашего колледжа рассказывает о своём незабываемом опыте работы вожатым в детском лагере
  • Студенты АКВТ приняли участие в акции по сбору подписей для получения Астрахани звания «Город трудовой доблести»
  • АКВТ во Всероссийском историческом квесте «Наша победа»
  • Студенты АКВТ приняли участие в областном уроке мужества «Славы героев достойны»
  • День знаний в стенах АКВТ!
  • Группы 1 курса
  • Объявление по собраниям для студентов нового набора
  • АКВТ примет участие во Всероссийском конкурсе на лучшую выставку
  • Итоги заседания комиссии по переводу с коммерческого обучения на бюджет
  • Выпускники АКВТ — 2021
  • V Открытый Региональный Чемпионат «Молодые профессионалы России»: 1 день
  • Наши студенты на субботнике
  • «Молодежный кадровый резерв»
  • Информация для участников ЕГЭ 2014 года
  • «Проблема сиротства» — проблема нашего будущего»
  • Центр гражданского воспитания «Прометей»
  • Подготовка студентов по программе прикладного бакалавриата по специальности Компьютерные системы и комплексы

Версия для слабовидящих

X Выбор шрифта:

Биполярные транзисторы Размер рынка, доля

Предстоящие

2022

Биполярные транзисторы Рынок

U

по типу (PNP, NPN и гетеро), применению (усиление и переключение) и конечному пользователю, автомобильной электронике , Энергетика и энергетика, производство и др.

): глобальный анализ возможностей и отраслевой прогноз на 2021–2027 годы

 

COVID-19

Пандемия потрясла весь мир и затронула многие отрасли.

Получите подробный анализ влияния COVID-19 на рынок биполярных транзисторов

Запросите сейчас!

Биполярный транзистор — это тип транзистора, в котором в качестве носителей заряда используются как электроны, так и дырки. Эти транзисторы представляют собой устройства регулирования тока, которые контролируют величину тока, протекающего от эмиттера к клеммам коллектора, пропорционально величине напряжения смещения. Биполярные устройства также могут переключать высокоскоростные сигналы, могут производиться серийно для работы с большими токами и могут служить мощными усилителями в беспроводных передатчиках и звуковом оборудовании. Эти транзисторы имеют несколько применений в сотовых телефонах, радиопередатчиках, телевизорах, компьютерах, аудиоусилителях, промышленном управлении с помощью электронных устройств и оборудования.

Сценарий COVID-19 Анализ:

• Кризис COVID-19 вызвал неопределенность на фондовом рынке, замедление основной цепочки поставок, снижение доверия потребителей и рост паники в клиентском сегменте. Общая пандемия затронула производственные процессы в нескольких отраслях, включая электронику и полупроводники. Торговые барьеры еще больше ограничивают перспективы спроса-предложения. Вспышка COVID-19 вызвала временную задержку производства, увеличение затрат и потерю доходов на рынке биполярных транзисторов.
• Вспышка COVID-19 значительно повлияла на мировой рынок биполярных транзисторов. Застопорились новые проекты по всему миру, которые имеют значительный спрос на биполярные транзисторы.
• Глобальные фабрики изо всех сил пытались интегрировать новые биполярные транзисторы, поскольку рабочие остались в своих домах, что нарушило глобальные цепочки поставок.
• Влияние COVID-19 на этот рынок носит временный характер, так как останавливается только производство и цепочка поставок. Как только ситуация улучшится, производство, цепочки поставок и спрос на эти биполярные транзисторы будут постепенно увеличиваться.
• Блокировка из-за COVID-19 поможет компаниям задуматься о более совершенных биполярных транзисторах для повышения эффективности.

Наиболее важные факторы воздействия: анализ рыночных сценариев, тенденции, движущие силы и анализ воздействия

Сложность конструкции является одним из факторов, препятствующих росту рынка. Исследования в области транзисторов с биполярным переходом открывают огромные возможности для их применения в автомобильном, медицинском и лабораторном оборудовании, что способствует росту рынка биполярных транзисторов.

Азиатско-Тихоокеанский регион является одним из ведущих регионов по производству биполярных транзисторов, за ним следуют Северная Америка и Европа. Технологические разработки в области биполярных транзисторов создают возможности для роста этого рынка. Кроме того, Китай лидирует по производству биполярных транзисторов, за ним следуют Япония, Южная Корея, Тайвань и Индия. Рост индустриализации и увеличение числа центров производства полупроводников также способствуют росту рынка биполярных транзисторов.

Рост спроса на IoT в основном связан с преимуществами, которые он предлагает в различных секторах, включая промышленность, автомобилестроение, бытовую электронику и связь. Интернет вещей требует менее энергоемких биполярных транзисторов. Это повышает производительность биполярного транзистора. Внедрение IoT подпитывает потребность в поддерживающих технологиях, которые, как ожидается, улучшат внедрение биполярных транзисторов. Быстрый рост спроса и производства на бытовую электронику и смартфоны служит движущей силой для увеличения спроса на эти транзисторы в течение прогнозируемого периода во всем мире.

Основные преимущества отчета:

• В этом исследовании представлено аналитическое описание мировой индустрии биполярных транзисторов наряду с текущими тенденциями и прогнозами на будущее для определения надвигающихся инвестиционных карманов.
• В отчете представлена ​​информация об основных движущих силах, ограничениях и возможностях, а также подробный анализ доли мирового рынка биполярных транзисторов.
• Текущий рынок количественно проанализирован с 2020 по 2027 год, чтобы выделить сценарий роста мирового рынка биполярных транзисторов.
• Анализ пяти сил Портера иллюстрирует потенциал покупателей и поставщиков на рынке.
• В отчете представлен подробный анализ мирового рынка биполярных транзисторов, основанный на интенсивности конкуренции и том, как конкуренция будет формироваться в ближайшие годы.

Ответы на вопросы в отчете об исследовании рынка биполярных транзисторов:

• Кто является ведущим игроком на рынке биполярных транзисторов?
• Каким будет детальное воздействие COVID-19в продаже?
• Какие текущие тенденции будут влиять на рынок в ближайшие несколько лет?
• Каковы движущие факторы, ограничения и возможности на рынке биполярных транзисторов?
• Какие прогнозы на будущее помогут в дальнейших стратегических шагах?

  Обзор рынка биполярных транзисторов. 0093 By Type

• PNP
• NPN
• Hetero

By Application

• Amplification
• Switching

By End User

• Бытовая электроника
• Автомобильная промышленность
• Энергетика и мощность
• Производство
• Прочее

By Region

• North America   (U.S, Canada)
• Europe   (France, Germany, UK, Italy, Spain, rest of Europe)
• Asia-Pacific (Китай, Индия, Япония, Южная Корея, Австралия, остальные страны Азиатско-Тихоокеанского региона)
• LAMEA (Латинская Америка, Ближний Восток, Африка)

Ключевые игроки рынка ON Semiconductor (США. ), NXP Semiconductors N.V. (Нидерланды), Renesas Electronics Corporation (Япония), STMicroelectronics (Швейцария), Texas Instruments Inc. (США), Fairchild Semiconductor International, Inc. (США), Vishay Intertechnology, Inc. (США) ), Diodes Incorporated, Nexperia, Toshiba Electronic Devices

 

Загрузка оглавления…

 

 

Благодаря коллективному отраслевому опыту своих аналитиков и экспертов, составляющему около 200 лет, компания Allied Market Research (AMR) использует самую безошибочную маркетинговую информацию и методологию для своих исследований рынка. анализ отрасли. Мы не только гравируем самые глубокие уровни рынков, но и проникаем в их самые тонкие детали для наших рыночных оценок и прогнозов. Наш подход помогает достичь более полного консенсуса на рынке в отношении размера, формы и отраслевых тенденций в каждом отраслевом сегменте. Мы тщательно учитываем отраслевые тенденции и реальные события для определения ключевых факторов роста и будущего курса рынка. Наши исследовательские доходы являются результатом высококачественных данных, мнений и анализа экспертов, а также ценных независимых мнений. Наш исследовательский процесс призван обеспечить сбалансированное представление о мировых рынках и позволить заинтересованным сторонам принимать обоснованные решения.

Мы предлагаем нашим клиентам исчерпывающие исследования и анализ, основанные на широком спектре фактических данных, которые в основном включают интервью с участниками отрасли, надежную статистику и региональную информацию. Наши штатные отраслевые эксперты играют важную роль в разработке аналитических инструментов и моделей, адаптированных к требованиям конкретного отраслевого сегмента. Эти аналитические инструменты и модели очищают данные и статистику и повышают точность наших рекомендаций и советов. Благодаря откалиброванному исследовательскому процессу AMR и методологии оценки данных на 360 градусов наши клиенты могут быть уверены в получении:

• Непротиворечивые, ценные, надежные и действенные данные и анализ, на которые можно легко ссылаться при стратегическом бизнес-планировании
• Технологически сложные и надежные выводы, основанные на тщательно проверенной и достоверной исследовательской методологии

  Благодаря надежной методологии мы уверены, что наши исследования и анализ являются наиболее надежными и гарантируют надежное бизнес-планирование.

  Вторичное исследование
  Мы используем широкий спектр отраслевых источников для нашего вторичного исследования, которые обычно включают; тем не менее, не ограничиваясь: документами SEC компании, годовыми отчетами, веб-сайтами компаний, брокерскими и финансовыми отчетами и презентациями для инвесторов для конкурентного сценария и структуры отрасли

  • Патентные и нормативные базы данных для понимания технических и юридических разработок
  • Научно-технические Письма для информации о продукте и связанных с ним преимуществ
  • Региональные государственные и статистические базы данных для макроанализа
  • Аутентичные новые статьи, веб-трансляции и другие соответствующие выпуски для оценки рынка
  • Внутренние и внешние собственные базы данных, ключевые рыночные показатели и соответствующие пресс-релизы для рыночных оценок и прогнозов

  Первичное исследование
  Наши основные исследовательские усилия включают в себя установление контактов с участниками по почте, телебеседам, направлениям, профессиональным сетям и личному общению. Мы также поддерживаем профессиональные корпоративные отношения с различными компаниями, что позволяет нам более гибко обращаться к участникам отрасли и комментаторам для интервью и дискуссий, выполняя следующие функции:

  • Проверяет и улучшает качество данных и укрепляет результаты исследований
  • Дальнейшее развитие понимания и опыта группы аналитиков на рынке
  • Предоставляет достоверную информацию о размере рынка, доле, росте и прогнозах

  Наши первичные исследовательские интервью и дискуссии обычно состоят из из самых опытных представителей отрасли. Эти участники включают в себя; однако, не ограничиваясь:

  • Руководители и вице-президенты ведущих корпораций, относящихся к отрасли
  • Менеджеры по продуктам и продажам или региональные руководители; торговые партнеры и дистрибьюторы высшего уровня; эксперты в области банковского дела, инвестиций и оценки Ключевые лидеры общественного мнения (KOL)

  Аналитические инструменты и модели
  AMR разработала набор аналитических инструментов и моделей данных, чтобы дополнить и ускорить процесс анализа. В соответствии с рынками, на которых наблюдается значительный недостаток информации и оценок, команда экспертов и аналитиков AMR разрабатывает специальные аналитические инструменты и отраслевые модели для преобразования качественных и количественных отраслевых показателей в точные отраслевые оценки. Эти модели также позволяют аналитикам изучить перспективы и возможности, преобладающие на рынке, чтобы точно предсказать курс рынка.

  Изготовление транзисторов

  • Изучив этот раздел, вы сможете:
  • • Распознавание диффузионных и кремниевых планарных транзисторов из сплава.
  • • Осознайте преимущества кремниевой планарной технологии.
  • • Опишите основные этапы производства планарных транзисторов.

  Рис. 3.2.1 Германиевый сплав

  
  Рассеивающий транзистор

  Сплав рассеивающих транзисторов

  Ранние транзисторы с биполярным переходом использовали различные методы для производства усилителя тока. Обычно в качестве базы транзистора использовалась тонкая германиевая пластина. Эмиттер и коллектор были изготовлены путем диффузии двух гранул индия (трехвалентного материала, имеющего три электрона в своей валентной оболочке) по обеим сторонам пластины с основанием N-типа, как показано на рис. 3.2.1.

  В процессе синтеза индий диффундирует в германий. Когда два металла сливаются вместе, атомы индия (с 3 валентными электронами) смешиваются с атомами чистого германия (с 4 валентными электронами), создавая материал типа P, в котором атомам индия будет не хватать одного электрона, и поэтому они будут связаны только с тремя. вместо четырех соседних атомов. Это создает «дырочный» носитель заряда на каждом атоме индия. Слияние прекращается непосредственно перед встречей двух областей P-типа. В результате получается чрезвычайно тонкий слой полупроводника N-типа (BASE), зажатый между двумя более толстыми слоями P-типа, которые образуют два других вывода, эмиттер и коллектор. Обратите внимание, что область типа P, используемая для коллектора, больше, чем область эмиттера. Это связано с тем, что большая часть тепла, выделяемого внутри транзистора, генерируется на переходе база/коллектор. Следовательно, этот переход должен быть больше, чтобы рассеять это дополнительное тепло.

  Рассеянные транзисторы из сплава имеют несколько недостатков:

  • 1. У них плохая частотная характеристика, в основном из-за большой емкости перехода.
  • 2. Ток их коллектора увеличивается по мере повышения их температуры, что делает их уязвимыми к разрушению из-за теплового разгона.
  • 3. Они имеют относительно высокие токи утечки через переходы.
  • 4. Не выдерживают высокого напряжения.

  Рис. 3.2.2 Многослойная конструкция

  
  кремниевого планарного транзистора.

  Планарные кремниевые транзисторы

  Недостатки транзисторов из диффузионного сплава были преодолены в 1950-х годах путем разработки транзисторов, в которых в качестве полупроводникового материала используется кремний, а также планарная (слоистая) конструкция, показанная на рисунках с 3. 2.2 по 3.2.3. Эти транзисторы состоят из очень тонких слоев (или плоскостей) полупроводникового материала, напоминающих многослойный сэндвич). Конструкция более сложная, чем метод диффузии сплава, требующая многих отдельных этапов, нанесения оксидных слоев на кремниевую пластину и использования методов фотолитографии для вытравливания нежелательных областей кремния. Эти шаги повторяются с вариациями для создания необходимых шаблонов и слоев для формирования либо отдельных транзисторов, либо полных взаимосвязанных интегральных схем.

  Несмотря на то, что многие отдельные производственные этапы сложны, от формирования слитка очень чистого кремния, его разрезания на пластины и формирования необходимых компонентов на пластине, тысячи транзисторов могут быть изготовлены одновременно на одной кремниевой пластине, тогда этот метод конструкции становится намного дешевле и надежнее, чем метод диффузии сплава «по одному транзистору за раз».

  После того, как транзисторы сформированы на пластине, каждый из них автоматически тестируется, и любые неисправные транзисторы помечаются пятном красителя. Затем пластина разрезается на отдельные транзисторы, а те, которые помечены как неисправные, выбрасываются.

  Планарный процесс еще более эффективен при использовании для производства интегральных схем, когда на одном кремниевом кристалле одновременно изготавливается несколько взаимосвязанных транзисторов. Интегральные схемы, полученные этим методом, могут содержать всего несколько взаимосвязанных транзисторов (малая интеграция или SSI), сотни транзисторов (средняя интеграция или MSI), тысячи транзисторов (большая интеграция или LSI) или такие устройства, как микропроцессоры с миллионы взаимосвязанных транзисторов (Very Large Scale Integration или VLSI). Рис. 3.2.2–3.2.4 иллюстрируют основные этапы производственного процесса, предполагая, что пластина заполнена одиночными транзисторами.

  Рис. 3.2.3 Процесс плоского построения.

  • Шаги на рис. 3.2.3

  • 1. Слой 1 — Сильно легированный кремний N-типа.
  • 2. Слаболегированный кремний N-типа нанесен поверх слоя 1, образуя двухслойный коллектор. (см. «Как работают BJT»).
  • 3. Часть коллекторного слоя вытравлена, чтобы сформировать углубление для базового слоя P-типа.
  • 4. Добавлен базовый слой типа P.
  • 5. Часть базового слоя стравливается, оставляя очень тонкий базовый слой.
  • 6. Добавлен сильнолегированный эмиттерный слой N-типа.
  • 7. Наконец, добавлены металлические соединители, позволяющие фиксировать провода после тестирования и отделять их от пластины.

  Рис. 3.2.4 Готовый планарный кремниевый транзистор.

  К началу страницы

   

  Структура и изготовление биполярного транзистора » Электроника Примечания

  Основные сведения о структуре типичных биполярных транзисторов с пояснениями, помогающими понять, как они работают.

  ---

  Учебное пособие по транзисторам Включает:
  Основы транзисторов Усиление: Hfe, hfe и бета Характеристики транзистора Коды нумерации транзисторов и диодов Выбор транзисторов на замену

  ---

  Производство биполярных транзисторов и их структура прошли долгий путь с момента создания первых транзисторов.

  Современные транзисторы изготавливаются с использованием сложных процессов, а конструкция транзистора обеспечивает очень высокий уровень производительности.

  Оригинальный транзистор Бардина, Браттейна и Шокли состоял из двух очень близко расположенных контактов на германиевой основе. Структура этого транзистора состояла из двух точечных контактов на германиевой базовой площадке.

  Сегодня транзисторы изготавливаются различными способами и имеют множество различных конструкций. Они могут быть диффузными, эпитаксиально выращенными или могут иметь меза-конструкцию.

  Транзистор 2N3553 в металлической банке ТО39

  Структура биполярного транзистора: основы

  По сути, транзистор состоит из области полупроводника p-типа или n-типа, зажатой между областями противоположно легированного кремния. Такие устройства могут быть как p-n-p, так и n-p-n.

  Имеется три соединения, а именно эмиттер, база и коллектор. База находится в центре и ограничена эмиттером и коллектором. Из двух внешних двух коллектор часто делают больше, так как именно здесь рассеивается большая часть тепла.

  Базовая конструкция транзистора и схемные обозначения

  База получила свое название от первых транзисторов с точечным контактом, где центральное соединение также сформировало механическую «основу» конструкции. Очень важно, чтобы эта область была как можно более тонкой, если необходимо достичь высоких уровней усиления по току. Часто это может быть только около 1 мкм в поперечнике.

  Эмиттер — это место, где «излучаются» носители тока, а коллектор — это место, где они «собираются».

  Структура транзистора с точечным контактом

  В самых ранних транзисторах использовалась структура точечного контакта. Эту транзисторную структуру было легко изготовить на очень низком технологическом оборудовании, но она была ненадежной.

  Как следует из названия, в этой структуре биполярного транзистора используются провода для точечного контакта с полупроводниковым материалом.

  Структура транзистора с точечным контактом

  Структура соединения из сплава

  Другой транзисторной структурой, которая широко использовалась на заре транзисторов, был легированный переход.

  Структура транзистора со сплавом

  Структура транзистора со сплавом использует кристалл германия в качестве основы для всей структуры, а также в качестве базового соединения. Эмиттерные и коллекторные шарики из сплава затем сплавлялись на противоположных сторонах. За годы их производства было разработано несколько типов улучшенных транзисторов с переходом из сплава.

  Транзисторы со сплавом устарели в начале 1960-х годов с появлением планарного транзистора, который можно было легко производить серийно, в то время как транзисторы со сплавом приходилось изготавливать индивидуально.

  Диффузионные транзисторы

  В отличие от предыдущих транзисторных структур, где контакты добавлялись к полупроводниковому кристаллу извне, диффузионный транзистор позволял создавать различные области транзистора путем диффузии примесей в полупроводниковый кристалл для получения областей с требуемыми характеристиками p-типа, n -тип, p+, n+ и т. д.

  Самые ранние диффузионные транзисторы использовали структуру транзистора с диффузной базой. Эти транзисторы по-прежнему имели эмиттеры из сплава и даже иногда имели коллекторы из сплава, как и более ранние транзисторы с переходом из сплава. В подложку диффундировала только основа, хотя иногда подложка образовывала коллектор.

  Планарная транзисторная структура

  Структура планарного транзистора была разработана в Fairchild Semiconductor в 1959 году и стала крупным технологическим прорывом. Это не только упростило производство биполярных транзисторов, но и заложило основу будущей технологии интегральных схем.

  Структура планарного транзистора также включает пассивирующий слой на внешних участках кристалла. Это защищает края перехода от загрязнения и позволяет использовать гораздо менее дорогую пластиковую упаковку без риска ухудшения характеристик транзистора в результате попадания загрязнения в кристаллическую решетку, особенно в областях вокруг переходов.

  Удивительно, но первые планарные транзисторы имели более низкие уровни производительности по сравнению с их соединениями из сплава, но транзисторы с диффузной планарной структурой можно было производить массово, и в результате они стоили намного дешевле, что делало их очень привлекательным вариантом. Однако первоначальные трудности были преодолены, и планарные транзисторы предлагают очень высокий уровень производительности.

  Упрощенная планарная структура транзистора

  Стоит отметить, что площадь коллектора имеет больший объем, чем эмиттер. Хотя во многих отношениях две клеммы можно поменять местами, на коллекторе рассеивается наибольшая мощность, и поэтому он имеет больший объем.

  Также видно, что в этом транзисторе протекание тока происходит в вертикальной плоскости на схеме.

  Существуют и другие различия в уровнях легирования, используемых в структуре транзистора. Легирование эмиттера обычно выше, чем легирование базы, что обеспечивает высокую эффективность инжекции. Также легирование коллектора ниже, чем легирование базы.

  Обычный подход к формированию переходов эмиттера и базы заключается в использовании процесса, известного как метод двойной диффузии. При использовании метода двойной диффузии сначала выполняется диффузия в области основания, чтобы обеспечить большую площадь основания. Затем меньшая площадь эмиттера рассеивается с более высоким уровнем легирующей примеси, чтобы обеспечить более мелкий эмиттер с более сильным легированием.

  Боковая планарная структура транзистора

  В некоторых случаях может быть выгодно иметь боковую структуру транзистора.

  Боковая планарная структура транзистора

  Из этой схемы видно, что ток течет в горизонтальной, а не в вертикальной плоскости. Этот формат имеет преимущества в некоторых приложениях, но требует большего количества процессов распространения и, следовательно, является более сложным и, следовательно, более дорогим. Таким образом, он используется только тогда, когда этого требуют производительность и характеристики.

  Легирование транзисторов и профили легирования

  Какой бы метод изготовления транзистора ни использовался, базовый слой остается очень тонким. Обычно он составляет менее 1 мкм для высокого коэффициента усиления по току.

  Для большинства транзисторов с биполярным переходом ток течет в вертикальной плоскости, хотя при необходимости возможна поперечная структура.

  Что касается уровней легирования в структуре транзистора, то легирование эмиттера, как правило, является самым высоким. Это обеспечивает максимальную эффективность впрыска. Далее базовый допинг. Наконец, коллектор получает самый низкий уровень легирования, так что функция нейтральной базы является слабой функцией напряжения базы коллектора.

  Типичный профиль легирования структуры транзистора показывает различные области транзистора с их уровнями легирования.

  Типичный профиль легирования для стандартного кремниевого транзистора (NPN)

  Как видно из структурной схемы транзистора, легирование эмиттера намного выше, чем эфира базы областей коллектора.