Интегральные диоды и стабилитроны.

Любой из p–n переходов транзисторной структуры может быть использован для формирования диодов, обычно используется переходы база–эмиттер и база–коллектор. На рис. 9 представлено пять возможных вариантов использования p–n переходов в качестве диода:

– на основе перехода база– эмиттер с коллектором, закороченным на базу (БК–Э);

– на основе перехода коллектор–база с эмиттером, закороченным на базу (БЭ–К);

– с использование эмиттерного и коллекторного переходов, когда эмиттерные и коллекторные области соединены (Б–ЭК);

– на основе перехода база эмиттер, с разомкнутой цепью коллектора (Б–Э);

– на основе перехода база–коллектор с разомкнутой цепью эмиттера (Б–К).

Основные параметры этих типов включения представлены в табл. 4. Из этой таблице видно, что пробивное напряжение U_пр больше у тех вариантов, в которых используется коллекторный переход, а обратные токи I_обр меньше у тех вариантов, в которых используется только эмиттерный переход. Емкость диода между катодом и анодом C_д у вариантов с наибольшей площадью перехода (т.е. для включения Б–ЭК) максимальна. Паразитная емкость на подложку C_о минимальна у варианта Б–Э. Время восстановления обратного тока t_в, характеризующего время переключения диода, минимально для варианта БК–Э, так как у этого варианта накапливается заряд только в базе.

Оптимальными для микросхем являются вариантами диода являются БК–Э и Б–Э. пробивное напряжение для такого типа включения составляет 7…8 В, что вполне достаточно для использования этих вариантов в низковольтных микросхемах.

Стабилитроны в интегральных схемах необходимы для фиксирования определенного уровня или для стабилизации напряжения. Интегральные стабилитроны могут формироваться на базе структуры интегрального транзистора в в различных вариантах в зависимости от необходимого напряжения стабилизации и его температурного коэффициента. Обратное включение диода Б–Э используется для получения напряжения 5…10 В с температурным коэффициентом +(2…5)мВ/°С. В этом случае диод работает в режиме лавинного пробоя. Обратное включение диода БЭ–К применяют для получения напряжения стабилизации 3…5 В с температурным коэффициентом –(2…3) мВ/°С. для фиксации напряжения можно использовать один или несколько последовательно включенных в прямом направлении диодов БК–Э. При этом напряжение стабилизации кратно напряжению на открытом переходе (0,7 В). Температурная чувствительность такого включения составляет – 2мВ/°С.