Биполярный транзистор c туннельным пробоем

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье рассматривается биполярный транзистор, функционирующий при туннельном пробое коллекторного перехода. Эквивалентная схема транзистора строится из двух низковольтных диодов стабилитронов, включенных навстречу друг другу. Интегральные микросхемы на комплиментарных транзисторах с туннельным пробоем могут изготавливаться на одном кристалле с помощью КМОП-технологии. Проведены экспериментальные и теоретические исследования физической модели транзистора. Процессы инжекции и экстракции носителей заряда в условиях туннельного пробоя коллекторного перехода приводят к снижению роли барьерных емкостей p-n-переходов и существенному повышению скорости переключения транзистора. Выявлено, что стандартная SPICE-модель диода количественно не воспроизводит экспериментальные данные для стабилитронов с туннельным типом пробоя. Предложено новое выражение, корректно описывающее вольт-амперную характеристику для данного случая в широком диапазоне напряжений. Получено условие пробоя транзистора и вычислено напряжение пробоя.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Ш. Рехвиашвили

Институт прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: rsergo@mail.ru
Россия, Нальчик

Д. С. Гаев

Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова

Email: rsergo@mail.ru
Россия, Нальчик

Список литературы

  1. Miller S. L., Ebers J. J. // Bell Labs Tech. J. 1955. V. 34. № 5. P. 883–902.
  2. Дьяконов В. П. Лавинные транзисторы и их применение в импульсных устройствах. М.: Сов. радио, 1973. 208 с.
  3. Дьяконов В. П. Лавинные транзисторы и тиристоры. Теория и применение. М.: Солон-Пресс, 2012. 384 с.
  4. Тилл У., Лаксон Дж. Интегральные схемы. Материалы, приборы, изготовление. М.: Мир, 1985. 504 с.
  5. Алехин В. А. Электроника: теория и практика. Моделирование в среде TINA-8. М.: Горячая Линия — Телеком, 2017. 308 с.
  6. Wong S., Hu C. M. // IEEE Circuits and Devices Magazine. 1991. V. 7. № 4. P. 9–12.
  7. Писарев А. Д., Бусыгин А. Н., Бобылев А. Н., Удовиченко С. Ю. // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2017. Т. 3. № 4. С. 142–149.
  8. Есин А. А. // Управление большими системами. 2020. № 88. С. 69–98.
  9. Добрецов Л. Н., Гомоюнова М. В. Эмиссионная электроника. М.: Наука, 1966. 564 с.
  10. Дубинов А. Е., Дубинова И. Д., Сайков С. К. W-функция Ламберта и ее применение в математических задачах физики. Саров: ФГУП “РФЯЦ-ВНИИЭФ”, 2006. 160 с.
  11. Mezo I. The Lambert W function: Its generalizations and applications. N.Y.: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2022. 252 p.
  12. Рехвиашвили С. Ш., Нарожнов В. В. Способ повышения быстродействия транзисторов и транзисторных интегральных схем. Патент РФ № 2799113. Приоритет от 18.03.2022.
  13. Альтудов Ю. К., Гаев Д. С., Псху А. В., Рехвиашвили С. Ш. // Микроэлектроника. 2023. T.52. № 6. С. 489–496.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Эквивалентная электрическая схема транзистора с туннельным пробоем (а) и схема для исследования статических и динамических характеристик (б).

Скачать (133KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Передаточная характеристика по напряжению схемы на рис. 1б (а) и ВАХ диода (б): кружки — экспериментальные данные; сплошные линии — расчеты по SPICE-модели и формуле (1).

Скачать (142KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Осциллограммы сигналов схемы на рис. 1б: (а) — эксперимент; (б) — SPICE-моделирование.

Скачать (107KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Типовая структура совмещенных биполярных транзисторов с туннельным пробоем.

Скачать (211KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024