Биполярный транзистор

Биполярный транзистор является распространенным активным элементом в современных интегральных микросхемах. Структура биполярного транзистора в интегральных микросхемах (интегрального транзистора) отличается от структуры дискретного транзистора изоляцией от подложки. Другая особенность связана с тем, что вывод от коллекторной области интегрального транзистора осуществляется на верхней поверхности кристалла. Поэтому для уменьшения объемного сопротивления области коллектора перед эпитаксиальным наращиванием производится обычно подлегирование подложки в тех местах, где будут сформированы транзисторные структуры, т. е. создается скрытый п⁺-слой (рис. 5). Однако даже при наличии скрытого п⁺-слоя сопротивление коллекторной области интегрального транзистора оказывается больше аналогичного сопротивления дискретного транзистора, так как скрытый п⁺-слой отделен от коллекторного электрода высокоомным слоем коллекторной области. Это приводит к некоторому ухудшению частотных свойств интегрального транзистора в связи с увеличением постоянной времени цепи коллектора (времени перезаряда барьерной емкости коллектора). Поэтому граничные частоты f_гр биполярных транзисторов в интегральных микросхемах обычно не превышают 500 МГц.

Кроме того, в связи с увеличенным сопротивлением коллекторной области интегральный транзистор имеет повышенное значение напряжения между коллектором и эмиттером в режиме насыщения.

Отдельные же элементы интегральной микросхемы соединены между собой межэлементными соединениями в виде тонких и узких (несколько микрометров) металлических полос.

Рис. 6.Структура горизонтального транзистора p-n-p-типа(а) и топология этого транзистора (б)

Основу биполярных интегральных микросхем составляют транзисторы п-р-п-типа, что вызвано удобствами формирования именно п-р-п-структур и несколько лучшими параметрами интегральных п-р-п-транзисторов по сравнению с параметрами интегральных транзисторов р-п-р-типа.

Поэтому основным приемлемым вариантом интегрального транзистора р-п-р-типа является так называемый горизонтальный или боковой транзистор (рис. 6). Все это приводит к посредственным частотным свойствам горизонтального транзистора: его граничная частота не превышает обычно нескольких десятков мегагерц.