53. Интегральные транзисторы n-p-n и p-n-p. Способ увеличения коэффициента передачи тока h21э транзистора типа p-n-p. Многоколлекторный транзистор.

Иногда в одном кристалле требуется создавать БТ типа n-p-n и p-n-p. В этом случае транзистор p-n-p изготовляют как горизонтальный (рис.6.4, а). Его недостатком является малое значение коэффициента передачи тока h_21Э. Для увеличения h_21Эгоризонтальный транзистор p-n-p используют совместно с вертикальным транзистором n-p-n, как показано нарис.6.4, б. Полученная таким образом структура называется составным транзистором. Он имеет коэффициент передачи тока h_21Э=h_21Э1h_21Э2, где h_21Э1и h_21Э2 соответственно коэффициенты передачи тока транзисторов VT1 и VT2 (n-p-n). Если кольцевой коллектор горизонтального транзистора p-n-p разделить на несколько самостоятельных участков, получится многоколлекторный транзистор (рис.6.4, в).

Рис. 1

54. Интегральные многоэмиттерые транзисторы. Структура. Схема включения мэт в цифровых устройствах.

В цифровых ИМС широко применяются многоэмиттерные транзисторы (МЭТ), не имеющие аналогов в дискретном исполнении. Они имеют несколько эмиттеров, объединенных базовой областью (рис.6.5, a). Эти эмиттеры располагаются так, что прямое их взаимодействие через базу практически исключено. Условное обозначение 3-х эммитерного транзистора показано нарис.6.5, б. Включение МЭТ в цифровых схемах осуществляется по схеме, показанной нарис.6.6. На эмиттерных входах МЭТ могут действовать напряжения только 2-х уровней: высокого U^1E_Плибо низкого U^00,2В.

Если на всех эмиттерных входах действуют напряжения высокого уровня U^1 (рис.6.6, а), то эмиттерный ЭДП закрыты, а коллекторный - открыт. МЭТ работает в активном инверсном режиме и через него протекает коллекторный ток I_K, являющийся током базы транзистора VT₂. Под действием этого тока транзистор VT₂открывается и переходит в режим насыщения.

Если хотя бы на одном из эмиттерных входов действует напряжение низкого уровня U^0(рис.6.6, б), этот эмиттерный переход откроется и через него потечет весь ток базы I_KМЭТ. МЭТ окажется в режиме насыщения, при котором U_КЭ10,2 В. Следовательно, к базе транзистора VT₂будет приложено напряжение U_Б2=U_КЭ1+U^00,2+0,2=0,4 В. Этого напряжения недостаточно для отпирания эмиттерного перехода транзистора VT₂и он будет находиться в закрытом состоянии, при котором его эмиттерный I_Э2и коллекторный I_К2токи близки к нулю.

Рис. 1

Рис. 2

55. Интегральные транзисторы с инжекционным питанием. Структурная и эквивалентная схемы. Принципа работы.

Другой разновидностью биполярных интегральных транзисторов являются транзисторы с инжекционным питанием (рис.6.7, а). Области р1, n1 и р2 образуют горизонтальный p-n-p транзистор VT1, а области n1, р2 и n2 - вертикальный n-p-n двухколлекторный транзистор (число коллекторов может быть значительно больше) VT2. Эквивалентная схема такой структуры показана нарис.6.7, б. Область р1, называется инжектором. На инжектор, служащий эмиттером горизонтального транзистора VT1, падают напряжение +ЕП, а на базу n1 этого транзистора - напряжение -ЕП. Поэтому эмиттерный ЭДП транзистора VT1 смещен в прямом направлении и через VT1 протекает эмиттерный и коллекторный ток IO. Транзистор VT0 выполняет роль ключа. Если этот транзистор закрыт, это соответствует разомкнутому состоянию ключа. В таком случае ток I0 вытекает в базу транзистора VT2 и вводит его в режим насыщения. На коллекторах VT2, образующих выходные цепи, создаются напряжения низкого уровня U0=0,05 В. Если транзистор VT0 открыт, то он находится в режиме насыщение и сопротивление участка коллектор-эмиттер этого транзистора мало, что соответствует замкнутому состоянию ключа. В этом случае ток I0 будет протекать через VT0, а транзистор VT2 будет закрыт и на его коллекторах будут создаваться напряжения уровня U1=0,6…0,75 В. Упрощенная эквивалентная схема транзистора с инжекционным питанием показана нарис.6.7, в.

Рис. 1