Накопление - неосновной носитель - заряд
Cтраница 4
Одним из наиболее перспективных направлений следует считать создание приборов со связанными зарядами. Механизм действия приборов заключается в генерации и накоплении неосновных носителей заряда в потенциальных ямах, перемещении зарядов вместе с потенциальными ямами вдоль границы раздела диэлектрик - полупроводник с последующим детектированием. [46]
Его значение определяется параметрами генератора тока во входной цепи транзистора. В связи с увеличением инжекционной составляющей тока эмиттера происходит процесс накопления неосновных носителей заряда в базе транзистора. Этот процесс также происходит не мгновенно, так как скорость движения неосновных носителей заряда в базе конечна. [47]
 |
Варианты схем диодного включения транзисторных элементов. [48] |
При напряжении на коллекторном переходе, соответствующем активному режиму или режиму отсечки транзисторного элемента, Диод Шотки находится под напряжением обратного смещения и не влияет на работу элемента. При смене полярности напряжения на коллекторном переходе диод Шотки открывается раньше коллекторного перехода и, шунтируя его, предотвращает накопление неосновных носителей заряда в базе, что повышает быстродействие транзисторного элемента. [49]
 |
Схема базового логического элемента ТТЛ.| Передаточная характеристика элемента ТТЛ. [50] |
Шотки ( рис. 1.28, в), В таких элементах в качестве переключательного применяют транзистор с коллекторным переходом в виде барьера Шотки. Транзистор с металлическим коллектором ( р-п - т) обладает меньшим временем задержки переключения, так как в нем отсутствует накопление неосновных носителей заряда в коллекторе и уменьшена инжекция неосновных носителей заряда в базу. [51]
 |
Схема включения диода в прямом направлении ( а и осциллограмма напряжения на диоде ( б. [52] |
Переходной процесс при включении импульса прямого тока ( рис. 8.5), так же как и переключающие характеристики диода, объясняется эффектом накопления неосновных носителей заряда в базе. [53]
При приложении внешнего напряжения оно падает в основном в объеме слабо-легированной области. Поэтому только там будет происходить изгиб энергетических уровней и зон, приводящий к образованию потенциальных ям для неосновных носителей заряда. Эффект накопления неосновных носителей заряда и последующего их рассасывания - эффект инерционный. Поэтому он может ухудшать быстродействие полупроводниковых приборов. [54]
Для создания диодов Шоттки ( ДШ) используется переход металл-полупроводник. Работа этих диодов основана на переносе основных носителей заряда и характеризуется высоким быстродействием. Так как в них отсутствует характерное для р-п переходов накопление неосновных носителей заряда, ДШ используют в качестве элементов интегральных микросхем, а также в качестве дискретных приборов. Маломощные ДШ изготовляются на основе кремния и арсенида галлия n - типа и предназначаются для преобразования сигнала СВЧ-диапазона ( выпрямление, смешение частот, модуляция) и для импульсных устройств. [55]
Для получения минимального сопротивления базы подложку низкоомного кремния выбирают с большой концентрацией доноров. Между низкоомной подложкой и высокоомным эпитак-сиальным слоем, выращенным на подложке, возникает потенциальный барьер для неосновных носителей - дырок, инжектированных через р-п-переход при его прямом включении. Таким образом, омический переход между подложкой и эпитаксиаль-ным слоем ( рис. 3.50) также выполняет роль ограничителя области накопления неосновных носителей заряда в базе диода с резким восстановлением обратного сопротивления. [56]
Для получения минимального сопротивления базы подложку низкоомного кремния выбирают с большой концентрацией доноров. Между низкоомной подложкой и высокоомным эпитак-сиальным слоем, выращенным на подложке, возникает потенциальный барьер для неосновных носителей - дырок, инжектированных через р-л-переход при его прямом включении. Таким образом, омический переход между подложкой и эпитаксиаль-ным слоем ( рис. 3.50) также выполняет роль ограничителя области накопления неосновных носителей заряда в базе диода с резким восстановлением обратного сопротивления. [57]
 |
Модифицированные структуры элемента И2Л 114. [58] |
Но для объединения отдельных инверторов в простейший логический элемент ИЛИ - НЕ металлизация необходима. Характерной особенностью структуры типа СВВТ - ТЦП является отсутствие металлических шин питания, их заменяют соответственно подложка и общая эмиттерная область переключательных транзисторов. Разработка новых структур обусловлена стремлением устранить недостатки, присущие классической инжекционной логике: низкое быстродействие, малый коэффициент передачи нагрузочного транзистора, невысокая нагрузочная способность. Из перечисленных недостатков наиболее существенным является низкое быстродействие. В инжекционных структурах время задержки переключения определяется в основном накоплением неосновных носителей заряда в эмит-терной и базовой областях переключательного транзистора и сравнительно высокими значениями барьерных емкостей эмиттерного р-л-перехода. В большинстве модифицированных структур делаются попытки частично или полностью устранить этот недостаток. В структуре, приведенной на рис. 3.27 0, это достигается использованием боковой диэлектрической изоляции. [59]
Вследствие накопления неосновных носителей заряда во время подачи сигнального импульса диод Д остается открытым в течение нескольких микросекунд также после изменения полярности напряжения. Благодаря этому через диод и сопротивление нагрузки во время питающего импульса проходит импульс тока, амплитуда которого приблизительно пропорциональна сигнальному импульсу. Для сигнальных импульсов, действующих в прямом направлении, достаточны очень малые амплитуды; наоборот, питающие импульсы, полярность которых соответствует обратному направлению, должны иметь большую амплитуду и поэтому выходная мощность может значительно превышать входную. В этой схеме возможен только один импульсный режим, при этом выходные импульсы по отношению к входным сдвинуты. Вспомогательный диод Д необходим только для развязки выхода от источника сигнала и должен по возможности работать без накопления неосновных носителей заряда. Для этой цели пригодны быстродействующие переключающие диоды или вакуумные диоды. [60]
Страницы: 1 2 3 4