Пробой - коллекторный переход
Cтраница 4
В схемах а, б и д напряжения пробоя определяются условиями лавинного пробоя эмиттерного перехода. Для большинства ИС это напряжение составляет 5 - 7 В. Оно равно напряжению пробоя коллекторного перехода. В изопланарных транзисторах с эпитаксиальной базой оно является более низким из-за смыкания областей объемного заряда эмиттерного и коллекторного переходов. [46]
 |
ВАХ тиристора в закрытом состоянии при различных температурах.| Зависимость напряжения переключения от температуры. [47] |
Во реальных тиристоров при комнатной температуре, как правило, превышают минимальные напряжения пробоя их коллекторных переходов. Однако с ростом температуры экспоненциально возрастает обратный ( генерационный) ток коллекторного перехода. Возрастают при этом и коэффициенты передачи тока составных транзисторов. Поэтому при определенной температуре напряжение переключения тиристора становится равным, а затем и меньше минимального напряжения пробоя коллекторного перехода. При этом коэффициент лавинного умножения Мж и не зависит от температуры. Поэтому напряжение переключения тиристора резко падает с дальнейшим ростом температуры. [48]
В эпитаксиально-планарных транзисторах ( см. рис. 4.4) пробой происходит на краях перехода у поверхности. Напряжение пробоя возрастает при уменьшении концентрации примесей в коллекторе и увеличении радиуса кривизны коллекторного перехода. При NgK 1015Ч - 1016 см-3 и радиусе кривизны 2 - 3 мкм напряжение пробоя составляет 30 - 70 В. В схеме ОБ в активном режиме напряжение пробоя почти не зависит от тока эмиттера; напряжение пробоя коллекторного перехода при отключенном эмиттере ( т.е. при / э 0) обозначают / квопроб. [49]
По сравнению с выходными характеристиками транзистора в схеме с ОБ они имеют гораздо больший неодинаковый наклон и заметно сгущаются при больших токах. Это объясняется тем, что в схеме с общим эмиттером сильнее сказывается эффект лавинного умножения носителей в коллекторном переходе. Электроны, возникающие в результате умножения, попадая в базу, смещают эмиттерный переход в прямом направлении. Это обстоятельство приводит к пробою коллекторного перехода транзистора при более низких напряжениях на коллекторе. [50]
Выходные характеристики транзистора в схеме с ОЭ показаны на рис. 4 - 10, а. По сравнению с выходными характеристиками транзистора в схеме с ОБ они имеют больший наклон. Кроме того, в схеме с 09 сильнее сказывается эффект умножения носителей заряда в коллекторном переходе. Возникающие в результате умножения электроны, проникая в базу, смещают эмиттерный переход в прямом направлении. Последнее обстоятельство приводит к пробою коллекторного перехода транзистора при более низких напряжениях на коллекторе ( С / Кэ. При больших токах базы характеристики заметно сгущаются. [51]
Данный режим управления используется также в интегральных BIMOS-модулях типа каскод. В таком ключе сигнал управления подается не на основной высоковольтный транзистор 1 / Т1: а на вспомогательный низковольтный и быстродействующий транзистор VT2, включенный последовательно в эмиттерную цепь основного. Часто в качестве Биполярный ключ с эмит-низковольтного управляющего транзистора ис - терным управлением пользуют быстродействующий МДП-ключ При открывании VTZ в базу основного транзистора поступает отпирающий ток, подключая нагрузку к источнику питания. При запирании VT2 происходит обрыв цепи эмиттера силового транзистора VT, и коллекторный ток последнего до полного рассасывания заряда в базовой и высокоомный коллекторной области замыкается через коллекторный переход VTi, диод VD и источник Vo Скорость выключения / Тл существенно возрастает, так как запирающий ток базы равен току коллектора. Так как на этапе запирания эмиттерная цепь силового ключа оборвана, происходит расширение границ ОБР до максимальных границ, определяемых максимальным током коллектора и напряжением пробоя коллекторного перехода. [52]
Общий средний ток будет невелик, общего разогрева он не вызовет, а местные токи могут достигать очень больших величин. Малые тепловые постоянные локальных объемов и большие плотности токов приведут к пробою транзистора. Обычно этот пробой сопровождается образованием проводящих мостиков в базе в месте протекания большого тока и наибольшего разогрева. Полупроводник здесь меняет свою структуру, приобретая дополнительную концентрацию различных примесей и соответственно большую проводимость. Явление, по-видимому, может развиваться постепенно. Поскольку существует градиент температуры в направлении коллектора, температура которого выше температуры остальных объемов, проплавление будет идти в сторону коллектора с каждым импульсом глубже, оставляя сзади материал повышенной проводимости и поэтому не нагревающийся. При приложении напряжения между коллектором и эмиттером оба перехода остаются неповрежденными. При проверке, если напряжение на коллекторе недостаточно, пробой может быть не обнаружен. Возможен также и пробой коллекторного перехода. [53]
Страницы: 1 2 3 4