Dvikrūviai tranzistoriai
8. Tranzistorių sudarymo būdai
Pastaruoju metu šiuolaikiniams puslaidininkiniams tranzistoriams gaminti plačiausiai naudojama epitaksinė difuzinė planarioji technologija. Planariųjų tranzistorių visi išvadai suformuojami vienoje plokštumoje. Gaminant planariuosius tranzistorius, kolektoriaus sritis turi gana didelę tūrinę varžą. NPN tranzistoriaus kolektoriaus išvadas yra viršutinėje įtaiso dalyje, todėl didelė kolektoriaus srovės dalis teka išilgai N srities. Taigi susidaro nuosekliai su kolektoriumi įjungta varžą sukelianti papildomą įtampos kritimą ir pabloginanti tranzistoriaus stiprinimo ir perjungimo charakteristikas.
Gerokai sumažinti kolektoriaus srities tūrinę varžą leidžia NPN tranzistoriaus struktūra su paslėptuoju N+ sluoksniu. Sis labai legiruoto puslaidininkio sluoksnis suformuojamas lokalinės šiluminės difuzijos būdu P laidumo puslaidininkio pagrinde. Paskui epitaksijos būdu užauginama N laidumo kolektoriaus sritis. Tokia N+N kolektoriaus struktūra užtikrina mažą kolektoriaus srities tūrinę varžą mažą kolektoriaus soties įtampą aukštą pramušimo įtampą ir mažą parazitinę talpą.
PNP struktūros tranzistoriai gali būti gaminami keliais būdais, tačiau dažniausiai naudojami horizontaliosios arba šoninės struktūros ir vertikalusis PNP tranzistoriai. Paprasčiausia ir labiausiai paplitusi horizontalioji PNP tranzistoriaus struktūra. Tokio tranzistoriaus kolektoriaus ir emiterio sritys sudaromos difuzijos būdu N laidumo bazės srityje. Bazė sudaroma epitaksijos būdu ir ji yra įprastinio NPN tranzistoriaus kolektorius. Horizontaliojo PNP tranzistoriaus struktūra simetrinė – jo emiterio ir kolektoriaus priemaišų tankiai vienodi. Tokio tranzistoriaus bazė storą todėl mažas srovės perdavimo koeficientas. Be to, blogesnės dažninės charakteristikos, mažesnė kolektoriaus ir bazės pramušimo įtampa.
Kadangi horizontaliojo PNP tranzistoriaus srovės perdavimo koeficientas nedidelis, dažnai naudojama sudėtinio tranzistoriaus struktūrą kur horizontalusis PNP tranzistorius jungiamas su NPN tranzistoriumi. Sudėtinio tranzistoriaus srovės perdavimo koeficientas β = (l + βNPN )βPNP, o jo charakteristikos atitinka PNP tranzistoriaus charakteristikas. Sudėtinio tranzistoriaus trūkumai: didesnis plotas, blogesnės dažninės charakteristikos.
Vertikalusis PNP tranzistorius dažniausiai gaunamas kaip tranzistoriaus kolektorių panaudojant P laidumo pagrindą. Tokio tranzistoriaus srovės perdavimo koeficientas gana didelis, o kolektoriaus ir bazės pramušimo įtampa aukšta. Tačiau blogesnės jo dažninės charakteristikos, ribotos įjungimo į grandines galimybės. Vertikalusis PNP tranzistorius gali būti gautas izoliuotoje N srityje. Tokio tranzistoriaus trūkumai: sudėtinga gamybos technologiją sunku pasiekti reikiamą priemaišų tankį tranzistoriaus emiteryje, labai maža emiterio sandūros pramušimo įtampa.