Mikroelektronické praktikum - UMEL - Vysoké učení technické v Brně

68 FEKT Vysokého učení technického v Brně5.3 Bipolární tranzistoryBipolárním tranzistorům přísluší první místo z pohledu historie. Bipolární tranzistorysestávají ze tří vrstev polovodiče se dvěma přechody PN a na jejich činnosti se podílejí jakmajoritní tak i minoritní nositele náboje (elektrony i díry). Podle toho, v jakém sledu sestřídají typy polovodičů, je označujeme jako PNP nebo NPN.Způsobů vytváření přechodů je několik a podle technologie se též mění vlastnostitranzistorů. Nejjednodušší tranzistory jsou slitinové. Při jejich výrobě tvoří báze základnu asléváním je vytvářen kolektor a emitor. Struktura je geometricky rozměrná a takovýtotranzistor má proto velké kapacity přechodů a jeho mezní kmitočet je proto nízký.Částečným vylepšením jsou difúzně slitinové tranzistory. Ty mají bázi nehomogenní,vytvořenou difúzí. Tloušťka báze je tudíž velmi malá. Menší kapacity přechodů se dosáhnečástečným odleptáním přechodů. Touto technologii se dají vyrobit tranzistory s meznímkmitočtem 150 až 200 MHz (OC170). Difúzně slitinové tranzistory s ještě vyšším meznímkmitočtem jsou většinou typu mesa. Malé kapacity přechodů se opět dosáhne odleptánímznačné části přechodu. Představitelem tohoto typu je tranzistor GF507. Těchto technologii seužívá při výrobě germaniových tranzistorů.Křemíkové tranzistory mohou být např. epitaxní typu mesa, základem je vrstvas velkým odporem vzniklá epitaxním růstem na nízkoohmovém substrátu. Přechody sezískávají difúzí. Představitelem tohoto druhu je např. tranzistor KU605. Tato technologie jevhodná především pro výkonové tranzistory. Tranzistory menšího výkonu se vytvářejíplanární a planárně epitaxní technologii. Základní materiál vytváří kolektor. Báze jenehomogenní a je vytvořena difúzí. Emitor se vytváří difúzí do báze. Představitelem tohototypu je tranzistor KF508. Planárně epitaxní technologie je obdobná. Na vrstvě s malýmměrným odporem se epitaxním růstem vytvoří vrstva s velkým měrným odporem. Do tétovrstvy se nadifundují báze a emitor. Typickým představitelem je tranzistor KF504.Křemíkové tranzistory a integrované obvody se vytvářejí většinou planárně epitaxnítechnologií.Bipolární tranzitory sedělí do několika skupin.Rozdělujeme je předevšímpodle materiálu na křemíkovéa germaniové, podleztrátového výkonu (s malýmvýkonem, středním výkonem avýkonové) a podle mezníhokmitočtu na nízkofrekvenční avysokofrekvenční. Podledruhů vodivosti rozdělujemetranzistory do dvou skupin:NPN a PNP. Tranzistorymůžeme také rozlišovat podletechnologie výroby. TranzistorObr 5.34: Zjednodušený model tranzistoru NPN a PNP seschématickou značkoumůže být zapouzdřen samostatně nebo v jednom pouzdře může být více systémů nebo mohouspolu s dalšími prvky tvořit integrovaný obvod.Na obrázku Obr 5.34 je schematický řez strukturou bipolárního tranzistoru spolus vhodným polarizačním napětím a schematickou značkou. Ta připomíná původní hrotový