Mundarija: I. Kirish I – bob mikrosxemalar topologiyasi tuzilishi

II BOB. ASOSIY QISM
2.1. TIP142 tipidagi bipolyar tranzistorlarni loyihalash va hisoblash



2.1 dan 1-Rasim Bipolyar tranzistorlar
Bipolyar tranzistor - (ВТ) deb o ‘zaro ta ’sirlashuvchi ikkita p-no ‘tishdan tashkil topgan va signallarni tok, kuchlanish yoki quw at bo‘yicha kuchaytiruvchi uch elektrodli yarimo‘tkazgich asbobga aytiladi. BTda tok hosil bo‘lishida ikki xil (bipolyar) zaryad tashuvchilar - elektronlar va kovaklar ishtirok etadi.
ВТ p- va n- o ‘tkazuvchanlik turi takrorlanuvchi uchta (emitter, baza va kollektor) yarimo‘tkazgich sohaga ega (2.2-rasim, a yoki b-rasmlar).


2 .1 dan 2-rasim. p-n-p (a) va n-p-n (b) turli ВТ lar tuzilmasi va ularning sxemada shartli belgilanishi.
Yarimo‘tkazgich sohalarni belgilashda asosiy zaryad tashuvchilar konsentratsiyasi yuqori bo‘lgan soha p+yok\n+ belgisi qo‘yilishi bilan boshqa sohalardan farqlanishi qabul qilingan.
Tranzistorning sohalari ichida eng yuqori konsentratsiyaga ega bo‘lgan chekka soha (n+ - soha) n+-p-n yoki (p+- soha) p+-n-p turli tranzistorlarda emitter (E) deb ataladi. Emitteming vazifasi tranzistorning baza (B) sohasi deb ataluvchi o‘rta (p- yoki n- turli) sohasiga zaryad tashuvchilami injeksiyalashdan iborat. Tranzistor tuzilmasining boshqa chekkasida joylashgan n - soha (n+-p-n) yoki p - soha (p+-n-p) kollektor(К) deb ataladi. Uning vazifasi baza sohasidagi noasosiy zaryad tashuvchilarni ekstraksiyalashdan iborat. Emitter bilan baza orasidagi p - n o‘tish emitter o‘tish (EO '), kollektor bilan baza orasidagi p - no ‘tish esa kollektor o‘tish (KO‘) deb ataladi.
Baza sohasi em itter va kollektor o ‘tishlarning o ‘zaro ta ’sirlashuvini ta ’minlashi kerakligi sababli, BTning baza sohasi kengligi La bazadagi noasosiy zaryad tashuvchilar diffuziya uzunligidan kichik (p+-n-p BT uchun LB« L n , n+-p-n BT uchun LB« L r) bo‘lmog‘i shart. Aks holda em itterdan bazaga injeksiyalangan asosiy zaryad tashuvchilar KO‘gacha yetib bormaydilar va BT samaradorligi pasayadi. Odatda, baza sohasi kengligi LB~ 0 ,0 1-H mkm ni tashkil etadi.
Tuzilish xususiyatlariga va tayyorlash texnologiyasiga ko‘ra BTlar eritib tayyorlangan, planar va planar-epitaksial tranzistorlarga ajratiladi. Q otishm ali tranzistorlarning baza sohasida kiritm alar taqsimlanishi bir jinsli (tekis) bo‘lganligi sababli, unda elektr maydon hosil bo‘lmaydi. Shuning uchun EZNlar bazadan kollektorga diffuziya hisobiga ko‘chadilar.
Planar va planar-epitaksial tranzistorlarning baza sohasida kiritmalar konsentratsiyasi taqsimoti bir jinsli emas (notekis) bo‘lib, u kollektorga siljigan sari kamayib boradi. Bunday BTlar dreyfli tranzistorlar deb ataladi. Kiritmalar konsentratsiyasi gradiyenti ichki elektr maydon hosil bo‘lishiga olib keladi va EZNlar bazadan kollektorga dreyf va diffuziya jarayonlari hisobiga ko‘chadilar. Demak, dreyfli BTlaming tezkorligi yuqori bo‘ladi.
BTlar asosan chastotalarning keng diapazonida (0-M0 GGs) va quvvat bo‘yicha (0,01^-100 Vt) elektr signallami o‘zgartuvchi, generator va kuchaytirgich sxemalarni hosil qilish uchun ishlatiladi.
BTlar chastota bo‘yicha: past chastotali - 3 M Gs gacha; o ‘rta chastotali 0,3-^30 MGs; yuqori chastotali 30-^300 M Gs; o ‘ta yuqori chastotali - 300 MGs dan yuqori guruhlarga boiinadi.
Quvvat bo‘yicha - kam quw atli - 0,3 Vt gacha; o ‘rta quw atli - 0,3 -r- 1,5 Vt; katta quw atli - 1,5 Vt dan yuqori guruhlarga ajratiladi.
Nanosekund diapazonida katta quwatli impulslarni hosil qilishga m o‘ljallangan ko‘chkili tranzistorlar BTlaming yana bir turini tashkil etadi.
Tuzilishi bo‘yicha BTlar ko‘p emitterli (KET), ko‘p kollektorli(KKT) va tarkibiy (Darlington va Shiklai) tranzistorlari boMadi.www.ziyouz.com kutubxonasi
ВТ kirishiga berilgan signal quw at bo‘yicha kuchaytiriladi. Buning u c h u n uni o 'z g a r tir ila d ig a n signal z a n jirig a Uc (k irish yoki boshqaruvchi) ham da kuchaytirilgan RVu (chiqish yoki boshqariluvchi) signal zanjiriga ulanadi.
BTning beshta asosiy ish rejimi mavjud.
Agar tashqi kuchlanish manbalari (UEB, UKB) yordamida EO‘ to‘g'ri yo‘nalishda, КО' esa teskari yo‘nalishda siljitilsa, u holda ВТ aktiv (normal)rejimda ishlaydi. Bu rejim analog sxemotexnikada keng qo‘llaniladi.
Agar EO ' teskari yo‘nalishda, КО' esa to 'g 'ri yo‘nalishda siljitilgan bo‘lsa, ВТ invers (teskari) rejimda ishlaydi.
Agar em itter va kollektor o‘tishlar to 'g 'ri siljitilgan bo‘lsa, ВТ to‘yinish, teskari siljitilgan bo‘lsa - berk rejimda ishlaydi. Bu rejimlar raqamli sxemotexnikada keng qo‘llaniladi. EO‘ to 'g 'ri siljitilganda KO‘da EYK hosil bo‘lsa, ВТ injeksiya - voltaik rejimda ishlaydi.
BTning yana bir rejimi bo‘lib, u teskari siljitilgan KO‘ga yuqori kuchlanishlar yoki tem peratura ta ’sir etganda yuzaga keladi. Bu rejim teshilish rejimi deb ataladi. Ko‘chkili tranzistorlar elektr teshilish hisobiga ishlaydi.
Integral mikrosxemalarda n-p-n kanalli yarim o‘tkazgichli bipolyar tranzistorlar hisoblanadi. Barcha n-p-n kanalli bipolyar tranzistorlarini 2 guruhga bo‘lish mumkin:
1.Universal n-p-n kanalli yarim o‘tkazgichli bipolyar tranzistorlar
2.Maxsus n-p-n kanalli yarim o‘tkazgichli bipolyar tranzistorlar
Universal tranzistorlar o‘z navbatida, mikro va kam quvvatli (0,3...3 megaVatt oralig'ida tarqalgan quvvatli), o‘rta quvvatli tranzistorlar (3...25 megaVatt), o‘ta yuqori quvvatli tranzistorlar (25 megaVatt dan ortiq) kabi turlariga bo‘linadi.
Maxsus turdagi tranzistorlar esa,ko‘p emmitterli tranzistor va p-n-p kanalli tranzistorlarga bo‘linadi.
Tranzistorlarning geometrik o‘lchamlarini tanlash, emitterlar soni, tayanch va kollektor kontaktlari va ularning shakli parametrlarning talablari bilan belgilanadi
Emmitter tokini maksimal zichligini oshishi, haddan tashqari tranzistor o‘tkazuvchanligi pasayishiga olib keladi hamda ishchi tokni oqimini cheklaydi.
Tranzistorni maksimal kuchaytirish koeffisenti hamda emmitterni ishchi tokini aniqlash uchun emitter qatlamni ish hajmini aniqlash maqsadga muvofiq bo‘ladi [2].
Emitter qatlamning geometrik o‘lchamlarini hisoblash quyidagicha amalga oshiriladi. Emitter qatlamning uzunligi formula bilan hisoblanadi
le = 3d_min + Δ, (2.1)
bu yerda
d_min- ishlatilgan litografiya usuli bilan ta'minlangan minimal geometrik o‘lchov. Keyinchalik, formuladan foydalanib, ixtiyoriy holat uchun maksimal o‘ziga xos tok miqdorini aniqlaymiz.
(2.2)
bunda
Ie_max- yuqori darajadagi inyeksiya darajasiga o‘tishga olib keladigan emitter toki;
β- tok uzatish koeffitsientining maksimal qiymati


(2.3)
Ψ <1 bo‘lganda, ishlaydigan yoki "faol" emitterning chap tomoni, u asosiy kontaktga eng yaqin joylashadi.
Tranzistorning emitter qatlamining geometrik o‘lchamlarini aniqlangandan so‘ng, bu elementning to‘liq geometrik o‘lchamlarini aniqlash kerak. Masalan, tranzistor tashqi ko‘rinishidan birini tanlaylik (2.1 -rasm).
l_e va b_e boshlang'ich ma'lumotlari topiladi
l_b ≥ _le + 4d_min + 2Δf + Δ_с , (2.4)
b_b ≥ b_e + 2d_min + 2Δf + Δ_с , (2.5)
bunda
Δ_с– fotoshablonlarni birlashtirishdagi xatolik,
Δ_f– fotoshablonlar ishlab chiqarishdagi xatolik.
(2.6)
(2.7)
bu yerda
a - ajratuvchi diffuziya qirrasi bilan n + - qatlamning kollektorga kavsharlanadigan qirrasi orasidagi minimal masofa.
a≥h_ec+x_je+2Δ_f+Δ_c (2.8)
c≥h_ec+x_je+2Δ_f+Δ_c (2.9)
f ≥x_je+x_jk+2Δ_f (2.10)