Способ определения ширины коллектора высоковольтного транзистора

Способ определения ширины коллектора высоковольтного транзистора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для определения ширины коллектора высоковольтного транзистора. Целью изобретения является повышение точности. Способ основан на измерении зависимостей напряжения между эмиттером и коллектором от уменьшающегося тока базы при пропускании постоянного тока коллектора, устанавливаемого в диапазоне 0,05 - 0,1 от предельно допустимого. Ширину коллектора находят по значениям коэффициентов усиления по току транзистора, соответствующим двум изломам на зависимости коэффициента усиления по току транзистора от напряжения между коллектором и эмиттером, используя математическую формулу, приведенную в описании изобретения. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ())5 G 01 R 31/26

3ГМГ." :" -

МИНЕИ-1

Е! Ь.1 " 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4365919/24-21 (22) 02, 11,87 (46) 07.04.90, Бюл, № 13 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) Б,И.Григорьев (53) 621.382.2(088,8) (56) Шарма Б.Л,, Пурохит Р,К, Полупроводниковые гетеропереходы, М.: Советское радио, - 1979, с. 82, IFEE Trans. on electron devices, 1970, ЕД-17, ¹- 10, р, 843-852, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ШИРИНЫ КОЛЛЕКТОРА ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ТРАНЗИСТОРА (57) Изобретение относится к электI роизмерительной технике и предназначено для определения ширины коллекто"

Изобретение относится к области полупроводникового приборостроения и может быть использовано для измерения ширины слабо легированной коллекторной области высоковольтных транзисторов, Цель изобретения - повышение точности определения, На чертеже изображена типичная . зависимость коэффициента усиления от напряжения между коллектором, и эмиттером, При плотностях тока коллектора, не превышающих нескольких единиц

А/см, коэффициент усиления высоко» вольтного транзистора в режиме насыщения

?к (Ь + I ) Кгр \ — а г > (1)

c h Х „+ Ь - (Ь+1 ) оС,р

„„Я0„„1 55 3 A I

2 ра высоковольтного транзистора, Целью изобретения является повышение точности, Способ основан на измерении зависимостей напряжения между эмиттером и коллектором от уменьшающего. ся тока базы при пропускании постоянного тока коллектора, устанавливаемого в диапазоне 0,05-0,1 от предельно допустимого, Ширину коллектора находят по значениям коэффициентов усиления по току транзистора, соответствующим двум изломам на зависимости коэффициента усиления по току транзистора от напряжения между коллектором и эмиттером, используя математическую формулу, приведенную в описании изобретения, 1 ил. где Ь - отношение подвижностей электронов и дырок; — коэффициент передачи элект° ранов в базе на границе ре-. жимов усиления и насыщения; а

Хк=

=х /ь х вЂ,ширина модулированной хк к к области в коллекторе транзис- (р с тора и Т „— диффузионная длина дырок в коллекторе, Из выражения (1) видно, что коэффициент усиления высоковольтного транзистора имеет два граничных зна- «В® чения, Действительно, если ток базы д„ недостаточен для перевода транзистора из режима усиления в режим насы щения, то дырки не поступают из базы в коллектор, х =. О, и, как следует из,(1) !

555б93

0(.

p-=Р

Л игр гр (2) Если ток базы достаточно велик для того, чтобы не только перевести транзистор в режим насыщения, но и для того, чтобы дырки, поступающие из базы в коллектор, достигали плос+ + + кости п -n-перехода и+-и-р-п -высоковольтного транзистора, то хк = Ик, 10 где Ю к - полная ширина слабо легированного коллектора, и, как следует из (1) - 1 (b+1 ) 0 ry t5 (3)

1 "р cbЫ,+Ь-(Ь+1) oC,р где к "1к /1 к

Так как согласно (2) с(„P =

/ „ /(1+ p„P), то из (3) получают соотйошение

Я = 1.„агс1(— — --"- — "- -" - - (4)

firð (+ t 1rð ) ) связывающее ширину коллектора Як с двумя граничными значениями коэффициента усиления „„и P,, диффузионной длинойдырок в коллекторе L и отношением подвижностей электронов и дырок Ь.

Таким образом, соотношение (4) устанавливает четкую аналитическую связь между Q и токами в транзистоРе (P(rp = Хк/Т i„р 3 P2g iK/ 8zrp)» которые легко измерить, и выбрано как основа предложенного косвенного 35 метода определения Як . Значения и „ определяются с высокой точностью по зависимости коэффициента усиления транзистора от напряжения между коллектором и эмиттером, 40 имеющей в точках <„р и Pzrp четко. выраженные изломы. Другие физические константы, входящие в расчетное соотношение предлагаемого способа, либо . известны, либо их легко измерить. 45

Так, например, константа Ь для кремния, являющегося основным материалом современных высоковольтных транзисторов, равна 2,7, а L легко определить после предварительного измере= 50 иия.времени жизни дырок в коллекторе разностным методом.

В предлагаемом способе ток коллектора устанавливают в пределах 0,050,1 от предельно допустимого значения для того, чтобы исключить влияние нелинейных эффектов на точность .определения ширины коллектора высоковольтного. транзистора. Как известно, с ростом тока коллектора, а следовательно, и тока базы, падает эффективность инжекции дырок из базы в коллектор, Кроме того, при боль= ших плотностях токов начинают проявлять себя двухмерные эффекты, При токах меньших 0,05-0,1 от предельно допустимого становится затруднительным корректорное определение коэффициента (3 „р, так как при малых токах коллектора зависимость,6 =

f(U „ ) в,области = становится

P не столь ярко выраженной, Что касается тока базы, то его начальное значение задается таким, чтобы наверняка ввести транзистор в область I и четко выделить на графике P =. f(U

Последующее изменение тока базы от больших значений к малым не приводит к перегреву испытуемого прибора, так как исключает возможный дополнительный источник погрешности определения ширины коллектора высоковольтного транзистора, Пример. Предельно допустимый постоянный ток коллектора высоковольтного транзистора КТ704Б согласно справочным данным равен 2,5 А, Устанавливают ток коллектора равным

0,25 А и ток базы равным половине тока коллектора, фиксируют соответствующее этому режиму работы транзистора напряжение между коллектором и эмиттером, которое оказывается равным 0,07 В, Далее, оставляя неизменным ток коллектора, источником уменьшают ток базы и одновременно измеряют соответствующие этим токам .значе-ния напряжения между коллектором и эмиттером. По результатам измерений строят график зависимости P = Й(Б„ ).

По этому графику определяют коэффициенты усиления 31, и P z„p которые оказались равны 49 и 8 соответственно, далее проводят расчет ширины коллектора испытуемого транзйстора иэ соотношения Q L arch 1, 378 =

0 845 Lк гак как Ьк)2bDgg„(b+1)) где D 12 0 м /с — коэффициент

-4 2 7 к и. диффузии дырок в коллекторе, а с к измеренное разностным методом, ока5 залось равным 15 10 с, то L „= — 162 мкм. Получают Ю„= 137 мкм, 1555693 6 зависимость коэффициента усиления по току транзистора от напряжения между эмиттером и коллектором, опрея

5 деляют значения коэффициента усиления по току транзистора, соотвеуствующие изломам на этой зависимости, а ширину коллектора (д высоковольтМ ного. транзистора рассчитывают из соотношения

Формула из обре тени

>$(b+l)5 + 8х .(5

p )

15 где Ь

Составитель В,Масловский

Техред А. Кравчук,Корректор И.Муска

Редактор Н,Бобкова

Заказ 555 Тираж 556 Подписное

13HHHIIH Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

Способ определения ширины коллек тора высоковольтного транзистора, включающий пропускание через транзистор, подключенный по схеме с общим эмиттером токов базы и коллектора, измерение напряжения между коллектором и эмиттером, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, значение пропускаемого тока коллектора устанавливают постоянным в диапазоне 0,05-0,1 от предельно допустимого значения, увеличивают ток базы до ввода транзистора в область насыщения, затем уменьшают ток базы до выхода транзистора из области насыщения с соответствующим измерением зависимости напряжения между эмиттером и коллектором от тока базы, по которой определяют

pz p диффузионная длина дырок в коллекторе; отношение подвижностей электронов и дырок; значения коэффициента усиления по току транзистора, соответствующие изломам на зависимости коэффициента усиления по току транзистора от напряжения между коллектором и эмиттером,