Резисторы полупроводниковых ИС.

Резистор(вид сверху и в разрезе).

 

 

Сопротивление диффузионного резистора:

 

Диффузный резистор(вид сверху и в разрезе).

Чтобы использовать p-область в качестве резистора, необходимо сместить p–n-переход в обратном направлении. Для этого подложку (n-тип) надо подключить через n+-область к самому положительному потенциалу в схеме, т.е. к +Е. В данной конструкции всегда существует паразитный ток утечки.

При необходимости реализовать сопротивление большего номинала делается контур с изгибами (типа “меандр”).

Сопротивление диффузионного резистора равно

Технологические способы изменения сопротивления диффузионных

Резисторов

 

 

Эквивалентная электрическая схема диффузионного резистора, ограниченного обратно смещённым p–n-переходом:

 

Модель Эберса-Молла.

 

Исходя из физических принципов работы БТ, можно построить эквивалентную схему транзистора.

 

Эта схема применима в любом режиме работы БТ.

 

                                             (11)

                                        (12)

 

 

Уравнения (11) и (12), являясь моделью БТ, имеют 4 параметра -перехода   и 2 параметра базы:  и . Итого 6 параметров.

 

Реальный БТ.

 

Выше мы рассмотрели идеальную эквивалентную схему БТ. В реальном транзисторе будут дополнительно наблюдаться эффекты:

1. Влияния омических сопротивлений областей эмиттера, базы и коллектора.

2. Эффект модуляции толщины базы (эффект Эрли).

 

Влияние омических сопротивлений областей эмиттера, базы и коллектора.

Для уменьшения омического сопротивления в структуру транзистора добавляют сильнолегированный скрытый -слой (). Это делается для того чтобы уменьшить сопротивление  (  уменьшить не получается).

 

 имеет значение от долей Ома до 10 Ом;

;

 имеет значение от нескольких десятков Ом до нескольких сотен Ом.

 

С учётом скрытого слоя .

 

Данные сопротивления необходимо учитывать в эквивалентной схеме.

 

Все сопротивления , ,  носят паразитный характер, т.к. на этих сопротивлениях бесполезно падает часть приложенных внешних напряжений. В результате на сами переходы поступает меньшее напряжение.

 

Вернёмся к рисунку.

 

                                                                        (13)

 

С учётом паразитных сопротивлений, выражения (3) и (4) будут иметь вид:

                                                                                          (14)

                                                                                         (15)

 

Модуляция толщины базы (эффект Эрли).

 

 

 

Эффект Эрли имеет место, как правило, для транзисторов, работающих в нормальной активной области.

При обратном смещении коллекторного перехода, этот переход будет иметь конечную толщину . В результате .

 

Распределение примесей.

 

 

Из графика распределения примесей мы видим, что эмиттерный переход является резким, т.е. концентрация там меняется сильно, а коллекторный переход является плавным.

 

Градиент концентрации в коллекторном переходе:

.

 

Из теории полупроводниковых приборов известно