Электрические параметры биполярных и полевых структур. Петров Б.К - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

25
обычно α=0,97÷0,99, В
ст
=30÷100. В планарных транзисторах , изготавливаемых
с помощью последовательных диффузий базовой примеси (бора ) и эмиттерной
примеси (фосфора ), коэффициент переноса базы κ
n
вследствие малой толщины
базы w
б0
=0,1÷3 мкм оказывается очень близок к 1.
Действительно, если рассчитать коэффициент переноса базы κ
n
даже по
формуле для бездрейфового транзистора с однородно легированной базой , т.е.
без учета встроенного ускоряющего поля для электронов в p-базе [ 2],
2
2
1
1
−=
n
б
n
L
w
κ
(3)
при типичных значениях w
б
=1÷3 мкм , диффузионной длине электронов в
базе 4,141==
nnn
DL τ мкм (D
n
=20 см
2
/ с – коэффициент диффузии
электронов при N
a
=10
17
см
-3
, τ
n
=10 мкс – время жизни электронов) κ
n
=0,9998.
Для сравнения в бездрейфовых сплавных p-n-p-транзисторах с w
б
=25 мкм
κ
p
=0,97.
Таким образом , для кремниевых планарных транзисторов α=γ
n
, поскольку
κ
n
=1.
Запишем более подробно выражение для коэффициента инжекции
эмиттера γ
n
в n-p-n-кремниевых транзисторах [2]:
|)(||)(|
|)(|
||
||
эprpnэn
эn
э
nэ
n
xIIxI
xI
I
I
′
++
′′
′
′
== γ , (4)
|N-N|
da
N
ds
N
as
эмиттер
база
коллектор
N
dn+
n-Si
+
n-Si
p-Si
n-Si
+
0
x
э0
x
к0
x
Рис. 2. Распределение доноров N(x), акцепторов N(x) и результирующей
примеси |N(x)-N(x)|
da
da
x
m
x
э
′
x
э
″
N(x)
a
N(x)
d
                                                              25

обы чно α=0,97÷0,99, В ст=30÷100. В планарны х транзисторах, изг отавливаем ы х
с пом ощ ью послед овательны х д иф ф узий базовой прим еси (бора) и э м иттерной
примеси (ф осф ора), коэ ф ф ициентпереноса базы κn вслед ствие м алой толщ ины
базы wб0 =0,1÷3 м км оказы вается оченьблизокк1.
      Д ей ствительно, если рассчитать коэ ф ф ициентпереноса базы κn д аж е по
ф орм уле д ля безд рей ф овог о транзистора с од нород но легированной базой , т.е.
без учета встроенног о ускоряю щ его поля д ля э лектроноввp-базе[ 2],
                                 2
              1 w          
      κ n = 1−  б                                                                       (3)
              2  Ln         
    при типич ны х значениях wб=1÷3 м км , д иф ф узионной д лине э лектронов в
базе Ln = Dnτ n = 141, 4 м км (Dn=20 см 2/с – коэ ф ф ициент д иф ф узии
э лектронов при Na=1017 см -3 , τ n=10 м кс – врем я ж изни э лектронов) κn=0,9998.
Д ля сравнения в безд рей ф овы х сплавны х p-n-p-транзисторах с wб=25 м км
κp =0,97.
       Т аким образом , д ля крем ниевы х планарны х транзисторовα=γn , поскольку
κn =1.

              |Nd-Na|

       Nds            Nd(x)                                              Ndn+



       Nas        Na(x)

                                         база

                 э м иттер                                     коллектор        n+-Si


                  n+-Si               xm p-Si                          n-Si

             0             x′э xэ 0 x″э                    xк0                          x


    Рис. 2. Распред елениед оноровNd(x), акцепторовNa(x) и результирую щ ей
    прим еси |Nd(x)-Na(x)|

       Запиш ем более под робно вы раж ение д ля коэ ф ф ициента инж екции
э м иттера γn вn-p-n-крем ниевы х транзисторах [2]:

             | I nэ |                  | I n ( x ′э′ ) |
      γn =            =                                            ,                        (4)
              | I э | | I n ( x ′э′ ) | + I rpn + | I p ( x ′э ) |

Страницы