Нестационарные и релаксационные процессы в полупроводниках. Устюжанинов В.Н - 48 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВлГУ | Владимир

Составители: 

Рубрика: 

48
Глава 3. НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В p-n ПЕРЕХОДАХ В РЕЖИМАХ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ
Ключевые режимы работы диодов и транзисторов характерны как
для дискретных устройств импульсной и цифровой техники различного
назначения, так и для цифровых микросхем широкого применения. Они
отличаются ступенчатым изменением управляющих токов и напряжений,
вызывающих переходные процессы перераспределения концентраций
неосновных неравновесных носителей заряда в базовых областях диодов и
транзисторов. Законы изменения концентраций неосновных носителей
предопределяют амплитудно–временные характеристики переходных
токов и напряжений на p-n переходах. Даже кратковременное превышение
допустимых уровней переходных токов или напряжений может послужить
причиной развития необратимых отказов транзисторов. Задержки
формирования фронта или среза информационного сигнала вследствие
сложных законов перераспределения концентраций неосновных носителей
часто сопровождаются параметрическими отказами в цифровых
устройствах. Указанные явления особенно опасны в быстродействующих
устройствах с малыми длительностями сигналов и высокими тактовыми
частотами. При этом понятия “большого” сигнала, “допустимого уровня
тока или напряжения” являются относительными. Так, для разрядных
усилителей записи-считывания в составе микросхем памяти, например
БИС ОЗУ с произвольной адресной выборкой, “большими” являются
коллекторные токи транзисторов, измеряемые единицами микроампер, а
коллекторные напряжения – десятками милливольт. Для микросхем
управления электроприводами различной мощности уровни токов и
напряжений возрастают на несколько порядков. Однако во всех случаях
действуют единые физические законы формирования переходных
процессов.
Осуществимые варианты режимных переключений p-n переходов,
представляющие интерес для исследований, определяются особенностями
схемотехники биполярных микросхем, цифровых устройств на дискретных
элементах, а также прикладными задачами разработки методик
исследования электрофизических характеристик полупроводников. На рис.
3.1 представлены входная и выходная цепи ИС ТТЛ-типа, содержащие p-n
переходы. Каждый эмиттерный p-n переход многоэмиттерного
транзистора (рис. 3.1,а) в состоянии логического нуля на входе В4,0
0
вх
=U
работает в режиме прямого смещения; вытекающий входной ток достигает
в зависимости от серии микросхемы значений 2,3 мА. Появление сигнала
логической единицы на входе В8,2
1
вх
=U переводит эмиттерный переход

Страницы