Будова сплавних бiполярних транзисторiв

 

Бiполярний транзистор являє собою монокристал напiвпровiдника з двома взаємодiючими р-n- переходами. На рис. схематично показана будова бiполярних транзисторiв р-n-р i n-р-n типiв i їх умовне графiчне позначення.

 

Робота транзисторiв р-n-р i n-р-n типiв аналогiчна, рiзниця заключається лише в полярностi джерел зовнiшнiх напруг i в напрямку протiкання струмiв через електроди. Саме тому в подальшому будуть розглядатися лише транзистори р-n-р типу. Всi висновки, одержанi для цих транзисторiв, будуть справедливi i для транзисторiв n-р-n типу.

Середня область транзистора називається базою, р- область, яка вiддiлена вiд бази р-n- переходом меншої площi, називається емiтером, а р- область з бiльшою площею р-n- перехода називається колектором. Характеристики i параметри бiполярних транзисторiв визначаються використаним в них матерiалом i технологiєю виготовлення. Малопотужнi низькочастотнi бiполярнi германiєвi транзистори можуть бути виготовлені методом сплавлення, який заключається в наступному. До пластини германію n- типа з малим питомим опором з двох сторiн притискують два шматочки iндiю. Потiм всю структуру розмiщують в печi, в якiй утворюють вакуум порядку 0,0133 Па, i пiдвищують температуру. Iндiй плавиться, розчиняється в деякiй областi германiєвої пластинки i пiд дiєю поверхневого натягу набуває форму сферичного сегменту.

Площа розплавленого iндiю визначає активну площу електронно – дiркового переходу. Потiм температура пiдвищується настiльки, що вiдбувається розчинення прилеглих дiлянок германiєвої пластинки n- типу в рiдкому iндiї. Пiсля цього здiйcнюється охолодження всiєї структури з постiйною швидкiстю. При цьому розплавленi ранiше частинки починають кристалiзуватись в тверду фазу, тобто здiйснюється процес рекристалiзацiї. Областi, якi рекристалiзувалися, за рахунок наявностi атомiв трьохвалентного iндiю на вiдмiну вiд германiєвої пластинки мають протилежний тип електропровiдностi (р- тип). Таким чином, по краям германiєвої пластинки n- типу утворюються двi областi з протилежним типом електропровiдностi (р- типу), якi вiдокремленi вiд пластинки n- типу двома рiзкими р-n- переходами. Одна з цих областей, як правило менша за розмiрами, являється емiтером, а iнша – колектором. Середня область, яка утворюється початковим германiєм n- типу, виконує роль бази. Частину бази, яка знаходиться безпосередньо мiж емiтером i колектором i через яку проходять носiї, називають активною. До областей емiтера i колектора паяють нiкелевi пластинки, якi утворюють невипрямляючi контакти з iндiєм i якi служать виводами емiтера i колектора. Щоб одержати вивiд бази, пластинку германiя паяють до кристалотримача, який з'єднується з герметизованим металiчним корпусом. Частину бази, яка розмiщена мiж емiтером i виводами бази, називають пасивною. До корпуса приварюють гнучкий вивiд бази, а виводи емiтера i колектора зварюють з гнучкими металiчними стержнями, якi iзольованi вiд дна металiчного корпуса скляними вставками.

При виготовленнi транзистора добиваються, щоб концентрацiї дiрок в областях емiтера i колектора значно перевищували концентрацiю електронiв в базi, а ширина активної областi бази ω була менша дифузiйної довжини дiрок L_р.