Пробой биполярного транзистора: 4.13. Пробой транзисторов | Электротехника

Содержание

4.13. Пробой транзисторов | Электротехника

На процессы в транзисторе существенное влияние оказывает напряжение на коллекторе. Такое влияние обусловлено следующим. При изменении напряжения изменяется толщина области объем­ного заряда коллекторного перехода и соответственно толщина базы, а при достаточно больших коллекторных напряжениях начинает сказываться лавинное размножение.

С повышением напряжения на коллекторе толщина базы ста­новится меньше, что приводит к увеличению градиента концент­рации носителей заряда в базе, к уменьшению времени, в течение которого носители находятся в базе и, следовательно, к уменьшению роли рекомбинации в базе. Это ведет к росту коэффициен­тов передачи  и .

Смыкание переходов

При достаточно больших напряжениях на коллекторном переходе область объемного заряда коллектор­ного перехода может достигнуть эмиттерного перехода – произойдет так называемое смыкание переходов. При этом по­тенциальный барьер эмиттерного перехода понижается, резко возрастает ток эмиттера, а значит, и ток коллектора. Таким образом, смы­кание переходов является одной из причин, ограничивающих напряже­ние коллектора.

Лавинный пробой транзистора в схеме с ОБ

Второй при­чиной, ограничивающей напряжение коллектора, является лавинное раз­множение. При этом существенную роль играет режим цепи базы. Если ток в цепи базы не ограничен, что наблюдается, например, в схеме с общей базой, то пробой транзисто­ров не отличается от пробоя полу­проводникового диода. В этом слу­чае в коллекторном переходе прои­зойдет лавинный пробой при про­бивном напряжении .

Лавинный пробой коллекторного перехода представляет собой обра­тимый процесс, если ограничить возрастающий при пробое ток. С увеличением тока коллектора при лавинном размножении лавинный пробой может перейти в тепловой пробой с появлением отрицательного дифференциаль­ного сопротивления на выходе транзистора. Этот переход к теп­ловому пробою наиболее вероятен в транзисторах, изготовлен­ных из германия (материала с малой шириной запрещенной зоны).

Пробой транзистора в схеме с ОЭ

Если ток базы зафиксирован (напри­мер, при разомкнутой цепи базы или при включении в нее доста­точно большого сопротивления), то в транзисторе начинает проявляться обратная связь. Образующиеся при лавинном раз­множении пары носителей заряда разделяются электрическим полем коллекторного перехода: неосновные для базы носители уходят в коллектор, а основные – в базу. Таким образом, в базе создается избыточный заряд основных носителей и соответственно изменяется ее потенциал. Получающееся при этом напряжение открывает эмиттерный переход и увеличивает ток эмиттера.

Если вывод базы отключен от схемы, т.е. ток базы равен нулю, то основные носители заряда, накопившиеся в базе, могут исчез­нуть только двумя путями: либо уйти в эмиттер, либо рекомбинировать с неосновными носителями, инжектированными эмиттером. Од­нако транзистор делают так, что вероятность этих событий довольно мала.. Из эмиттера в базу проходит гораздо больше носителей, чем из базы в эмиттер, и носители, инжек­тированные в базу, почти не рекомбинируя, доходят до коллектора. Следовательно, каждый основной носитель, оказавшийся в базе в результате ударной иониза

ции в коллекторном переходе, вызовет инжекцию из эмиттера в базу большого числа неосновных носителей, что и приведет к существенному росту тока коллектора.

Пробивное напряжение коллектор-эмиттер при  = 0 мо­жет быть значительно меньше пробивного напряжения коллектор-база при = 0.

Отсюда можно сделать следующие практические выводы:

1) необходимо иметь в виду возможность пробоя тран­зистора, включенного по схеме с общим эмиттером, при значи­тельно меньших напряжениях, чем пробивное напряжение кол­лекторного перехода, если в цепь базы включено относительно большое сопротивление. Эти процессы будут обратимыми, если ток коллектора ограничен параметрами внешней схемы (например, сопротивлением нагрузки). В противном случае мощность, выделяющаяся в коллекторном перехо
де, может превысить допустимое значение, тогда произойдет необратимый тепловой пробой транзистора;

2) при включении транзистора в схему, находящуюся под напряжением (например, при измерении параметров транзисто­ров), вначале необходимо присоединить вывод базы, а затем вы­воды эмиттера и коллектора, чтобы не возникло условие нуле­вого тока базы

Вторичный пробой

Под вторичным пробоем понимают явле­ния, связанные с разогревом коллекторного перехода и приводя­щие к резкому увеличению коллекторного тока при одновремен­ном уменьшении коллекторного напряжения. При вторичном про­бое транзистора, как и при тепловом пробое диода, происходит шнурование тока, проходящего через коллекторный переход. Шнурование тока связано с наличием различного рода дефек­тов на поверхности и в объеме транзисторной структуры, которые могут приводить к локальному увеличению плотности тока через коллекторный переход.

Локальное увеличение плотности тока приводит к локальному разогреву участка коллекторного перехода и может вызвать его расплавление. В этом случае расплав полупроводника коллекторной области проникает в базу и достигает эмиттерной области. Эмиттерная и коллекторная области соединяются перемычкой такого же типа проводимости. При исследовании такого транзистора выпрямляющие свойства переходов остаются, а эмиттер соединяется с коллектором накоротко.

Сообщество Экспонента

  • вопрос
  • 24.04.2023

Системы управления,

Электропривод и силовая электроника,

Другое,

Автоматизация испытаний

Необходимо рассмотреть различные режимы работы энергосистемы в зависимости от загрузки двигателей,но в схеме это просто мощность,активная и реактивная соответсвенно. Так же для этих параметеров рассчи…

Необходимо рассмотреть различные режимы работы энергосистемы в зависимости от загрузки двигателей,но в схеме это просто мощность,активная и реактивная соответсвенно. Так же для этих параметеров рассчи…

1 Ответ

  • Simulink

24.04.2023

  • вопрос
  • 23.04.2023

ПЛИС и СнК

Здравствуйте! Требуется помощь в написании кода на verilog. Генератор импульсной последовательности с заданными параметрами реализован в виде блок-схемы. Результат этого проектирования, временные диаг…

Здравствуйте! Требуется помощь в написании кода на verilog. Генератор импульсной последовательности с заданными параметрами реализован в виде блок-схемы. Результат этого проектирования, временные диаг…

1 Ответ

  • вопрос
  • 19.04.2023

Изображения и видео,

Цифровая обработка сигналов,

Математика и статистика

Вроде как схема у меня получилась но при добавлении зависимости от температуры и старения возникли проблемы кто-нибудь знает как сделать по красоте?

Вроде как схема у меня получилась но при добавлении зависимости от температуры и старения возникли проблемы кто-нибудь знает как сделать по красоте?

  • вопрос
  • 14. 04.2023

Глубокое и машинное обучение(ИИ),

Математика и статистика,

Системы управления

Прошу помощи в создании модели газотранспортной системы в Simulink/Simscape. Спасибо

Прошу помощи в создании модели газотранспортной системы в Simulink/Simscape. Спасибо

6 Ответов

  • Simulink
  • modeling
  • газ

14.04.2023

  • вопрос
  • 12.04.2023

Математика и статистика,

Робототехника и беспилотники,

Системы связи,

Цифровая обработка сигналов

Всем привет. Мне нужно собрать схему FSK-модема для моей научной работы в университете.
Требования:1. Модулятор в передатчике должен быть реализован на GMSK или 4-FSK (желательно не брать библиотечный…

Всем привет. Мне нужно собрать схему FSK-модема для моей научной работы в университете.
Требования:1. Модулятор в передатчике должен быть реализован на GMSK или 4-FSK (желательно не брать библиотечный. ..

2 Ответа

  • вопрос
  • 06.04.2023

Цифровая обработка сигналов

Добрый день, уважаемые участники форума! Подскажите, пожалуйста, как можно забрать те данные, по которым был построен график спектра сигнала? Они мне нужны для дальнейшей нормировки в excel.

Добрый день, уважаемые участники форума! Подскажите, пожалуйста, как можно забрать те данные, по которым был построен график спектра сигнала? Они мне нужны для дальнейшей нормировки в excel.

1 Ответ

  • вопрос
  • 04.04.2023

Цифровая обработка сигналов

 
End

 
End

3 Ответа

  • вопрос
  • 02.04.2023

Другое

Добрый день/вечер! подскажите, пожалуйста, как настроить матлаб чтобы можно было работать с ним удаленно. то есть он развернут на одной ПЭВМ, а мне нужно подключится с другой ПЭВМ, но не к виндоус чер…

Добрый день/вечер! подскажите, пожалуйста, как настроить матлаб чтобы можно было работать с ним удаленно. то есть он развернут на одной ПЭВМ, а мне нужно подключится с другой ПЭВМ, но не к виндоус чер…

  • Публикация
  • 29.03.2023

Глубокое и машинное обучение(ИИ)

Но давайте будем честными, для не технических менеджеров продуктов, дизайнеров и предпринимателей, внутреннее устройство ChatGPT может показаться как волшебный черный ящик. Не волнуйтесь! В этой статье я постараюсь объяснить технологию и модель, лежащие в осно…

Это перевод статьи: https://bootcamp.uxdesign.cc/how-chatgpt-really-works-explained-for-non-technical-people-71efb078a5c9

Автор: Guodong (Troy) Zhao

Выход ChatGPT, созданного OpenAI в конце прошлого года, был явлением феноменальным — даже моя бабушка спрашивает об этом. Его возможности генерировать язык, похожий на человеческий, вдохновляют людей экспериментировать с его потенциалом в различных продуктах. Его крайне успешный запуск даже поставил давление на гигантов технологической отрасли, таких как Google, чтобы спешить выпустить свою собственную версию ChatGPT.

  • ИИ
  • ChatGPT
  • OpenAI
  • Искусственный интеллект
  • NLP
  • GPT

29.03.2023

  • вопрос
  • 27.03.2023

Цифровая обработка сигналов,

Системы связи,

Математика и статистика,

Автоматизация испытаний,

Встраиваемые системы,

Радиолокация,

Другое,

Изображения и видео

Прошу помочь в реализации программы написанной в AppDesigner. 
оптический волновод , входные параметры, законы геометрической оптики , построение мод (волн) учитывая вышеперечисленные параметры,…

Прошу помочь в реализации программы написанной в AppDesigner. 
оптический волновод , входные параметры, законы геометрической оптики , построение мод (волн) учитывая вышеперечисленные параметры,…

  • оптика
  • Оптические системы
  • Волоконная оптика

27.03.2023

источник питания — напряжение пробоя коллектор-эмиттер BJT

\$\начало группы\$

Я разрабатываю обратноходовой преобразователь на микросхеме FT838NB1, и у меня возникли некоторые сомнения по поводу напряжения пробоя коллектор-эмиттер встроенного переключающего NPN-транзистора.

Абсолютные максимальные номиналы показывают, что напряжение между коллектором и GND может достигать 700 В:

Из внутренней схемы я понимаю, что значение между коллектором и GND можно считать напряжением пробоя коллектор-эмиттер в моей цепи, так как эмиттер подключен к GND маломощным резистором (и ток не превышает 0,4 А).

Пока все в порядке, потому что схема работает хорошо, с полной нагрузкой и в универсальном диапазоне входного напряжения (от 85 В до 264 В).

Но в разделе «Электрические характеристики» таблицы данных я нашел минимальное напряжение пробоя коллектор-эмиттер 400 В. Так что для меня, читая эту информацию, значения, превышающие 400 В, вызвали бы проблемы для биполярного транзистора.

Но, как вы можете видеть ниже, вызывное напряжение на моей схеме достигает 513 В, и она работает хорошо (этого значения я достиг с хорошим демпфером, было хуже).

Кто-нибудь может объяснить, где моя интерпретация неверна?

  • блок питания
  • транзисторы
  • bjt
  • flyback
  • pmic

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Ограничение 400 В при ни к чему не подключенной базе (Vceo — коллектор напряжения к эмиттеру с открытой базой).

Номинальное напряжение 700 В соответствует номинальному напряжению между коллектором и базой при открытом эмиттере. (Вкбо). Это будет по существу то же самое с эмиттером, закороченным на базу.

Когда низкое полное сопротивление управляет базой (цепь драйвера на блок-схеме), она отводит любую утечку коллектора на базу при высоких напряжениях и предотвращает пробой до тех пор, пока не будет достигнуто более высокое напряжение.

Хотя 700 В является абсолютным максимумом, как отмечает @Justme, в техническом описании те же 700 В указаны в разделе электрических характеристик, что означает, что при этом значении можно работать. Кроме того, поломка может быть приемлемой без повреждения компонента. Эта область таблицы данных довольно неоднозначна.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Вы рассматриваете абсолютное максимальное напряжение как напряжение пробоя, но это не так. Это две совершенно разные вещи.

Напряжение пробоя определяется таким образом, что производитель гарантирует, что необходимо приложить не менее 400 В или более, чтобы протекал ток 1 мА, что считается точкой пробоя. Это может быть больше, например, 500, 600 или 700 В, прежде чем потечет 1 мА. Может случиться так, что ток 1 мА не достигается даже при 700 В, ток может быть меньше 1 мА. Или может быть пробой 1 мА на 690 В и 2 мА при 700 В.

Абсолютный максимальный рейтинг означает, что он не рассчитан на работу с напряжением более 700 В, а при напряжении свыше 700 В микросхема может быть немедленно повреждена безвозвратно или подвергнется долгосрочному ухудшению электрических параметров и сокращению срока службы.

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите

Зарегистрироваться через Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

Биполярный транзистор с горизонтальным током и уменьшенной поверхностью поля с двумя эмиттерами и напряжением пробоя 36 В, интегрированный в BiCMOS по нулевой стоимости

  • 0037 
     @article{Korii2015DoubleEmitterRH,
  title={Биполярный транзистор с горизонтальным током и уменьшенной площадью поля с двумя эмиттерами и пробивным напряжением 36 В, интегрированный в BiCMOS по нулевой стоимости},
  автор={Марко Кори{\vc}i{\'c} и Йосип Жилак и Томислав Сулигой},
  journal={буквы электронного устройства IEEE},
  год = {2015},
  объем = {36},
  страницы={90-92}
}
    • М. Коричич, Й. Жилак, Т. Сулигой
    • Опубликовано в 2015 г. токовый биполярный транзистор (HCBT) с уменьшенным поверхностным полем ( RESURF) региона. Структура интегрирована со стандартной 0,18-мкм КМОП вместе с высокоскоростным HCBT с BVCEO = 3,6 В и двухэмиттерным HCBT с BVCEO = 12 В. Вторая дрейфовая область RESURF сформирована с использованием стандартного CMOS p-well имплантата для образование локального субстрата ниже внешнего коллектора. Пробой коллектор-эмиттер полностью исключается за счет экранирования электронного поля… 

      Взгляд на IEEE

      doi.org

      Исследование механизмов пробоя биполярного транзистора с горизонтальным током и уменьшенным полем с двойным эмиттером и трехмерное моделирование устройств. Путем добавления 2-го дрейфа…

      Повышение напряжения пробоя биполярного транзистора по току строчной развертки плавающими полевыми пластинами

      • М. Коричич, Й. Жилак, Т. Сулигой

      • Физика, инженерия

        2017 IEEE Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology Meeting (BCTM)

      • 2017

      Способ повышения пробивного напряжения горизонтального тока Представлен биполярный транзистор (HCBT) с применением пластин с плавающим возбуждением (FFP). FFP используются для формирования…

      БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ТОКА (HCBT) – НЕДОРОГАЯ, ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНАЯ ГИБКАЯ БИКМОП-ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ ПРИЛОЖЕНИЙ ВЧ-СВЯЗИ

      • Т. Сулигой, М. Коричич, Х. Имаи

      • Инженерное дело

      • 2015

      -искусственные интегрированные кремниевые биполярные транзисторы описаны характеристики f T и f max для частот 51 ГГц и 61 ГГц…

      Влияние локальных параметров подложки p-well на электрические характеристики биполярного транзистора с горизонтальным током и уменьшенной площадью поля с двойным эмиттером

      • М. Коричич, Я. Жилак, Т. Сулигой

      • Физика

        2017 40-я Международная конвенция по информационным и коммуникационным технологиям, электронике и микроэлектронике (MIPRO)

      • 201 7

      Хороший компромисс между BVCEO и ƒT достигается с транзисторами, имеющими ƓT·BVCEO на пределе Джонсона с предполагаемыми допусками на рассогласование маски p-ячейки.

      Анализ перестраиваемой БВЭО в биполярном транзисторе строчной развертки с плавающими полевыми пластинами

      • М. Коричич, Я. Жилак, Желько Осречки, Т. Сулигой

      • Физика

        2018 41-я Международная конвенция по информационным и коммуникационным технологиям, электронике и микроэлектронике (MIPRO)

        90 028

      • 2018

      Напряжение пробоя открытой базы (BVCEO) настройка в двухэмиттерном биполярном транзисторе с горизонтальным током и плавающими полевыми пластинами (FFP) анализируется с помощью моделирования устройства, и идентифицируются механизмы в случае частичного и полного экранирования E-поля коллектора FFP.

      Влияние обработки интерфейса эмиттера на характеристики биполярного транзистора с горизонтальным током (HCBT) и характеристики ВЧ-цепи

      Влияние этапа высокочастотной очистки перед нанесением на эмиттер α-Si на электрические характеристики биполярного транзистора с горизонтальным током (HCBT)

      Высоковольтный биполярный транзистор с горизонтальным током и уменьшенной площадью поля с одним эмиттером для интеграции BiCMOS

      • М. Коричич, Ю. Жилак, Т. Сулигой

      • Инженерия, физика

        IEEE Transactions on Electron Devices

      • 2017

      Новый высоковольтный представлен эмиттерный биполярный транзистор строчной развертки (ГБТ). Повышение пробивного напряжения по сравнению с высокоскоростным транзистором достигается при полном истощении…

      Недорогая технология BiCMOS 180 нм с биполярным транзистором с горизонтальным током (HCBT) для ИС беспроводной связи

      Проанализированы характеристики очень недорогой 180-нм технологии BiCMOS Bipolar Transistor Horizontal Current Bipolar Transistor (HCBT) в диапазоне частот беспроводной связи. Смеситель с понижающим преобразованием и делением на 2…

      Влияние толщины поликремния эмиттера на характеристики высоколинейных смесителей с биполярными транзисторами строчной развертки

      • Дж. Жилак, М. Коричич, Х. Мочизуки, С. Morita, T. Suligoj

      • Engineering

        2016 39-я Международная конвенция по информационным и коммуникационным технологиям, электронике и микроэлектронике (MIPRO)

      • 2016

      Различия в рабочих характеристиках между двумя типами смесителей невелики, что указывает на то, что чувствительность рабочих характеристик схемы HCBT к изменениям толщины эмиттера относительно невелика.

      Механизмы снижения надежности биполярного транзистора с горизонтальным током

      Проанализировано влияние напряжения эмиттер-база обратного смещения и напряжения смешанного режима на характеристики надежности биполярного транзистора с горизонтальным током (HCBT). В условиях стресса горячие…

      Структура HCBT с двойной эмиттер-биполярный транзистор для Bicmos

      • M. Koričić, T. Suligoj, H. Mochizuki, S. Morita, K. Shinomura, H. Imai

      • Инженерные, Физики

        .

        IEEE Transactions on Electron Devices

      • 2012

      Представлено изготовление новой структуры высоковольтного двухэмиттерного биполярного транзистора с горизонтальным током (HCBT), интегрированного со стандартной 0,18-мкм CMOS и высокоскоростным HCBT. Устройство занимает…

      Исследование нового высоковольтного двухэмиттерного биполярного транзистора горизонтального тока (HCBT)

      • М. Коричич, Т. Сулигой, Х. Мочизуки, С. Морита, К. Шиномура, Х. Имаи

      • Инженерия, физика

        2011 IEEE Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology Meeting

      • 2011

      Представлены электрические характеристики новой высоковольтной структуры HCBT с двойным эмиттером, интегрированной со стандартной объемной CMOS 180 нм. Трехмерное разделение заряда коллектора используется для достижения внутренней…

      Биполярный транзистор с горизонтальным током (HCBT) для недорогой технологии BiCMOS

      Новый биполярный транзистор с горизонтальным током (HCBT) разработан и интегрирован с коммерческой технологией CMOS 0,18 мкм, в результате чего появилась очень недорогая технология BiCMOS, подходящая для беспроводной связи. …

      Дизайн и оптимизация области коллектора в биполярном транзисторе с горизонтальным током (HCBT)

      Три различных типа области n-коллектора биполярного транзистора с горизонтальным током (HCBT) анализируются и сравниваются. Оптимальный профиль n-коллектора подавляет эффект распределения заряда между…

      Новый биполярный транзистор с траншейным экраном

      • Q. Chen, J. Sin

      • Engineering

        Материалы 10-го Международного симпозиума по силовым полупроводниковым приборам и интегральным схемам. ISPSD’98 (каталожный номер IEEE 98Ch46212)

      • 1998

      Для удовлетворения противоречивых требований узкой ширины базы для высокого коэффициента усиления по току и высокой частоты отсечки и широкой ширины базы для высокого пробоя коллектор-эмиттер напряжение, существующее в…

      Биполярный транзистор с горизонтальным током и одной поликремниевой областью для улучшения высокочастотных характеристик BiCMOS ИС

      • T. Suligoj, M. Koričić, H. Mochizuki, S. Morita, K. Shinomura, H. Imai

      • Physics

        IEEE Electron Device Letters

      • 2010

      Новый биполярный транзистор с горизонтальным током (HCBT) с одной поликремниевой областью и поликремниевым затвором CMOS вблизи области эмиттера n+ интегрирован с технологией CMOS с…

      Новый биполярный транзистор-GAT

      • Х.

Опубликовано

в

от

admin

Метки:

Комментарии

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *