Diploma

PAGE

1.Tehnologia de fabricare a tranzistorului KT819.

Tranzistorul este un dispozitiv avnd o structur de tip n-p-n sau p-n-p, la care regiunea din mijloc, adic baza trebuie s fie foarte subire i puin dotat cu impuriti.

Pentru fabricarea tranzistorului KT819, care este de tip n-p-n, se folosete metoda epitaxial-planar. Din punct de vedere constructiv dispozitivele epitaxial-planare sunt caracterizate cu aceea c toate straturile sunt realizate pe una i aceeai parte a plachetei, deaceea i electrozii sunt plasai pe aceeai parte. Epitaxia reprezint procesul de cretere a straturilor monocristaline pe plachet cu pstrarea orientrii cristalografice.

Epitaxia ocup locul intermediar ntre procesele de baz i cele ajuttoare. n principiu ea poate garanta formarea neregularitilor locale, totodat aceast orientare este slab prelucrat i n timpul de fa epitaxia de obicei se folosete ca mijloc de a primi plachete n forma straturilor foarte subiri depuse pe plachete groase. Procesul epitaxiei pentru siliciu const n felul urmtor. Placheta monocristalin de siliciu se afl n fluxul de hidrogen, coninnd vapori de compui ale siliciului cu halogenii (de obicei SiCl4) la temperaturi mari (1200(C i mai sus) la suprafaa plachetei se petrece reacia:

SiCl4+2H2=Si+4HCl

n rezultatul creia la suprafaa plachetei se depune siliciul curat, iar vaporii de HCl sunt evacuai odat cu fluxul de hidrogen. Statul epitaxial de siliciu monocristalin are aceeai orintaie cristalografic ca i placheta.

Dac la vaporii de SiCl4 adugm BBr3 sau PCl3, atunci stratul epitaxial va avea nu conductibilitate proprie dar conductibilitate prin goluri sau prin electroni, dup care n timpul reaciei chimice n siliciu se ntroduc atomii acceptori de bor sau atomii donori de fosfor. Grania ntre stratul epitaxial i plachet nu este ideal, deoarece n procesul de epitaxie are loc difuzia ntre atomii de la suprafa a plachetei i atomii din stratul epitaxial. .

2. Caracteristici statice ale tranzistorului bipolar.

Tranzistorul este un dispozitiv cu trei terminale (borne) i poate fi conectat n circuit dup unul din montajele fundamentale, prezentate n fig.1; montajele fundamentale sunt denumite i conexiuni fundamentale.

EMBED PBrush Figura 4. Montajele sau conexiunile fundamentale pentru tranzistorul n(p(n.

a(conexiunea emitor comun (EC); b(conexiunea baz comun (BC);

n oricare dintre conexiunile fundamentale se disting dou circuite: un circuit de intrare, n care se aplic semnalul pentru prelucrare i un circuit de de ieire, n care se obine semnalul prelucrat. Una din bornele tranzistorului face parte din ambele circuite i se ia ca electrod de referin; acest electrod (terminal) este denumit i electrod comun. Lund n consideraie care dintre cele trei borne ale tranzistorului este considerat electrod comun se disting trei conexiuni fundamentale i anume: conexiunea baz comun (BC); conexiunea emitor comun (EC); conexiunea colector comun (CC).Cele mai folosite snt primele dou caracteristici statice.

Caracteristicile statice da relaia dintre dou mrimi de la bornele tranzistorului cnd a treia este meninut constant.

2.1 Caracteristicile statice n conexiune BC.

Cuplarea tranzistorului n schem baz comun, adic electrodul comun este baza. n aceast conexiune caracteristicile statice de intrare prezint dependena dintre curentul la intrare care prezint curentul emitorului IE, cnd tensiunea aplicat la jonciunea emitorului este meninut constant, iar tensiunea la colector se schimb.

Dup formele sale, caracteristicile statice snt apropiate de caracteristicile volt-amper ale diodei. Diferena dintre caracteristicile de intrare primite, pentru diferite tensiuni la colector nu snt mari, mai ales n conexiunea baz comun fa de cele ale diodei.

n caracteristicile volt-amper n conexiunea baz comun la intrare este prezentat dependena IE=f(UBE), cnd UCB=const., iar la ieire avem dependena IC=f(UCB), cnd IE=const..

Conform figurei 5, n care avem prezentate caracteristicile de intrare, observm o zon n care ramurile cresc liniar, aceast liniaritate depinde de puterea tranzistorului. n general ramurile au form exponenial i se descrie bine de expresia:

IE=A(e(UEB-1)(A e(UEB; (1).

n acest ecuaie (=q/kt (la temperatura T=290(K ((40 v-1), iar semnul tensiunilor de intrare UEB se i-a astfel nct la deplasarea direct a jonciunii emitoruluimrimile s fie pozitive. Mrimea A se determin cu ajutorul formulei.

Trebuie de menionat c ( i (inv depind de curentul continuu la emitor i de tensiunea aplicat la jonciunea colectorului.

n regiunea curenilor mari la cuplarea direct caracteristicile de ieire se ndreapt, astfel unghiul de nclinare depinde de rezistena de volum a materialului semiconductor, conectai n serie cu jonciunea emitorului.

Figura 1. Schema de cuplare a tranzistorului n baz comun

i caracteristica de intrare corespunztoare.

; (2).

unde IES curentul de saturaie a jonciunii emitorului;

(inv coeficientul de trnsfer dup curent al tranzistorului, n curent continuu

la conectarea indirect.

Pentru schema cu BC defazajul ntre tensiunile de intrare i ieire lipsete, adic faza tensiunii la amplificare nu se inverseaz. Trebuie de spus c schema cu BC are distorsiuni mai mici dect etajul pe schema cu EC.

Caracteristicile de ieire reprezint dependena dintre curentul colectorului IC i tensiunea UBC aplicat la jonciunea baz-colector.

n caracteristici destingem trei zone:

- Zona (1) n care caracteristicile au o form liniar i snt nclinate sub un unghi mic fa de axa absciselor se numete activ normal. Unghiul mic de nclinare ne arat dependena mic ntre curentul colectorului i tensiunea la colector. Aici jonciunea emitor-baz este polarizat direct, iar jonciunea colector-baz este polarizat indirect.

-Zona (2) este regiunea de blocare (sau tiere), n care ambele jonciuni snt polarizate indirect. n consecin curentul emitorului este negativ, iar curentul colectorului poate fi mai mic dect ICB0, conform relaiei IC=(IE+ICB0.

-Zona (3) este regiunea de saturaie, n care ambele jonciuni snt polarizate direct. Se observ c rezistena dinamic de ieire (UCB/(IC cnd IE=const. are valori mult mai mici dect n zona (1), nclinarea zonelor fiind mult diferit de orizontal. Aceasta este explicabil, ntruct la ieire se simte rezistena dinamic a jonciunii colector-baz, care acum este direct polarizat .

-Zona (4) este zona n care are loc strpungerea tranzistorului.

n fine, mai exist o zon activ invers, care nu este vizibil pe grafic.

n conexiunea baz comun, n regiunea activ normal zona de cretere a curentului colectorului este aproximativ egal cu cea a emitorului i caracteristicile snt practic identice pentru toate tipurile de tranzistoare.

Figura 2. Caracteristica de ieire

pentru tranzistorul cuplat n baz comun.

Unul dintre coeficienii cei mai utilizai de electroniti este coeficientul de transfer dup curent i prezint raportul dintre amplitudine sau mrimea tensiunii variabile care acioneaz la intrare i la ieire unui amplificator. Intrarea amplificatorului prezint circuitul emitor baz, iar ieirea o constituie urmtorul circuit, adic baz colector.

Se observ un lucru destul de important n tranzistor , i anume rezistena la intrare este foarte mic fa de cea la ieire, n curent alternativ. Deaceia n tranzistor la conectarea n baz comun, curentul la ieire nu depinde de rezistena sarcinii i este egal cu:

Iie=-h21BIint;

Unde parametrul h21B se numete coeficientul de tarnsfer dup curent la un semnal mic n schema cu baz comun n regim de scurtcircuitare a circuitului colectorului

Coeficientul h21B este o caracteristica a trnsferului unui semnal slab.

Raportul dintre curentul colectorului i cel al emitorului este notat prin KI i se numete coeficientul de transfer dup curent: