Составной транзистор

(53) енны ерифе", м монскада ферии, орого асевич РАНЗИСТ укту- изоли дов, соединен- схеме Дарлингемниевой подколлектором, ые слои базы щие и монтажа ного лич по ои.ыполнеающии шения параз тепловой ус й траниде секности монтажа, раллельно сое 7 4 УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 2939041/18-2510,06.8015.03.87. Ъюл, У 10Е.И.Лапицкий, А.И,Темин и В,И.Кабанец621.382(088,8)(54)(57) 1. СОСТАВНОЙ Т состоящий из двух каска ных преимущественно по тона, выполненный на кр ложке, являющейся общим имеющий полупроводников и- змиттера, токоподводя ные контакты, о т л и ч тем, что, с целью умень ной емкости, повышения чивости и производитель :каскады выполнены из па диненных и симметрично располож транзисторов в направлении от п рги к центру структуры, при это тажные контакты базы первого ка расположены симметрично по пери а монтажный контакт эмиттера вт каскада расположен в центре стр ры, базовые слои входящих в стр ру транзисторов обоих каскадов рованы между собой выходящими н верхность участками коллекторно слоя.2. Транзистор.по п.1, о т ю щ и й с я тем, что, с цел шения компактности, базовые транзисторов первого каскада ны в виде дуг, а базовые сло зисторов второго каскада - в торов.1 95769Изобретение относится к электронной технике и может быть использованопри конструировании монолитных составных транзисторов.Составные транзисторы, выполненные 5преимущественно по схеме Дарлингтона,обладают высоким усилением по току всхеме с общим эмиттером и находятвсе более широкое применение в усилителях, стабилизированных источниках 10питания, переключающихся схемах, устройствах управления и автоматики,поскольку позволяют значительно упростить конструкцию транзисторныхблоков, увеличить надежность аппаратуры, уменьшить ее вес, габариты истоимость,Монолитные составные транзисторытипа КТ 827, КТ 829 выполнены по двухкаскадной схеме Дарлингтона, в каждом 20каскаде которой содержится по одномутранзистору. Транзисторы первого ивторого каскадов и их монтажные контакты, представляющие собой площадкиметаллизации, предназначенные дляприсоединения к металлизации транзистора монтажных проволочных выводов,расположены в противоположных углахструктуры, а изоляция базовых областей, входящих в структуру транзисторов, осуществлена глубокими канавками,Изоляция канавками обладает существенным недостатком, а именно приводит к увеличению обратных токовтранзисторов из-за возникновения неконтролируемых загрязнений, выходящих на стенки канавок р - а-переходов. Асимметричное относительно центра структуры расположение входящихв структуру транзисторов приводит кнеравномерному распределению плотности тока, выделяемого при функционировании тепла по структуре, а следовательно, к низкой тепловой устой- д 5чивости составного транзистора. Асимметричное относительно центра структуры расположение монтажных контактов приводит к необходимости строгоориентированной посадки кристалла 5 Осоставного транзистора в корпус, чтоповышает трудоемкость монтажа,О 2верхность кристалла р - и-переходы защищены окислом.Наиболее близким к изобретению является составной транзистор, состоящий из двух каскадов, соединенных преимущественно по схеме Дарлингтона, выполненный на кремниевой подложке, являющейся общим коллектором, и имеющий полупроводниковые слои базы и эмиттера, токоподводящие и монтажные контакты.Размещение входящих в структуру транзисторов на общем базовом слое приводит к увеличению параэитной емкости коллектора составного транзистора, что является недостатком известного составного транзистора. Асимметрия входящих в структуру транзисторов относительно центра приводит к снижению тепловой устойчивости, а асимметрия контактов - к высокой трудоемкости монтажа составного транзистора в корпусе.Цель изобретения - уменьшение паразитной емкости, повышение тепловой устойчивости, производительности монтажа и повышение компактности структуры.Поставленная цель достигается тем, что в составном транзисторе, состоя: - щем из двух каскадов, соединенных преимущественно по схеме Дарлингтона, выполненном на кремниевой подложке, являющейся общим коллектором, и имеющем полупроводниковые слои базы и эмиттера, токоподводящие и монтажнь:е контакты, каскады выполнены иэ параллельно.соединенных и симметрично расположенных транзисторов в направлении, от периферии к центру структуры, причем монтажные контакты базы первого каскада расположены симметрично по периферии, а монтажный контакт эмиттера второго каскада расположен в центре структуры, базовые слои входящих в структуру транзисторов обоих каскадов изолированы между собой выходящими на поверхность участками коллекторного слоя; кроме того, базовые слои транзисторов первого каскада выполнены в виде дуг, а базовые слои транзисторов второго каскада - в виде секторов.Исключить влияние загрязнений поверхности кристалла на параметры и 55 тем самым значительно снизить уровень обратных токов позволяет конструкция планарного составного транзистора, у которого выходящие на планарную поНа фиг.1 изображен составной транзистор, вертикальный разрез; на фиг. 1- то же, вид сверху; на фиг.З - электрическая схема составного транзистора.957690 3На полупроводниковой пластине 1, например, из кремния и -типа проводимости, сформирован опитаксиальный слой 2 коллектора, например, из кремния п-типа, в котором сформированы слои 3 базы, например, р-типа проводимости., В слоях 3 базы сформированы слои 4 эмиттера, например, п-типа проводимости. Поверхности слоя 2 коллектора, слоя 3 базы и слоя 4 эмиттера покрыты изолирующим слоем 5. Выходящие на поверхность р - п-переходы эмиттера и коллектора находятся под изолирующим слоем 5. Через окна в изолирующем слое 5 к полупроводнико вым слоям 3 и 4 присоединены токоподводящие контакты 6-8, выполненные, например, из алюминия.Планарный составной транзистор состоит из нескольких каскадов, нап ример двух, соединенных преимущественно по схеме Дарлингтона. Первый каскад выполнен из параллельно соединенных транзисторов 9-12, токоподводящие контакты 6 которых к базовому 25 слою 3 соединены одним и тем же токо- проводящим слоем с монтажными контактами 13-16 базы транзисторов первого каскада. Второй каскад выполнен из параллельно соединенных транзисторов 17- 20, токоподводящие контакты 7 которых к эмиттерным слоям соединены одним и тем же токопроводящим слоем с монтажным контактом 21 эмиттера транзисторов последнего каскада. Электрическая схема планарного составного транзистора показана на фиг.ЗБазовый .вход 22 составного транзистора элек О трически параллельно соединен с база-. ми транзисторов 9-12 первого каскада, эмиттеры которых параллельно соединены между собой и последовательно с базами транзисторов 17-20 второго 45 каскада. Эмиттеры транзисторов 17-20 второго каскада соединены эмиттерным входом 23 составного транзистора. Коллектор 24 составного транзистора, как видно из схемы, является общим для всех входящих в структуру транзисторов. Структура планарного составного транзистора может включать и дополнительные элементы например шунтирующие сопротивления между базой и эмиттером, входящими в структуру транзисторов, а также предохранительный диод между коллектором и эмиттером. 4Все транзисторы 9-12 и 17-20, входящие в структуру, расположены симметрично относительно центра структуры,что обеспечивает равномерное распределение плотности тока по структуреи повышает тепловую устойчивость составного транзистора.Транзисторы разных каскадов в схеме Дарлингтона соединены токоподводящими контактами 8 так, что эмиттерныеслои 4 транзисторов предыдущего каскада, например транзисторов 9-12 первого каскада, соединены с базовымислоямц 3 транзисторов последующегокаскада, например транзисторов 17-20второго каскада. Включение транзисторов осуществлено в направлении от периферии к центру структуры так, чтомонтажные контакты 13-16 базы тран зисторов первого каскада расположенысимметрично по периферии структуры, амонтажный контакт эмиттера транзисторов последнего каскада расположен в центре структуры, например, как показанона фиг.2, Такое расположение монтажныхконтактов позволяет осуществить безориентированную посадку кристалласоставного транзистора в корпусе, поскольку любой разворот структуры вплоскости относительно корпуса позволяет легко осуществить соединениепроволочных выводов с расположеннымв центре структуры монтажным контактом эмиттера транзисторов последнегокаскада и с одним из нескольких, наибоЛее благоприятно расположенным монтажным контактом базы транзисторовпервого каскада, что позволяет повысить проиэводительность монтажа составного транзистора в корпусе. Базовые слои 3 входящих в структуру транзисторов 9-12 и 17-20, обозначенныхна фиг.2 пунктирной линией, изолированы .между собой выходящим между нимина поверхность слоем 2 коллектора,например, как показано на фиг.1, чтопозволяет получить минимально возможную паразитную емкость коллектора призаданном уровне электрических параметВров составного транзистора. Для болеекомпактного размещения транзисторовпо площади структуры базовые слои 3транзисторов 9-12 первого каскада выполнены в плане в виде дуг, охватывающих базовые слои 3 транзисторов 1720 последнего каскада, которые выполнены в виде секторов,П р и м е р . На кремниевой пластине толщиной 320 мкм и+-типа прово 957690димости с удельным сопротивлением= 0,01 Ом см сформирован эпитаксиальный высокоомный слой коллектора и-типа монтажными контактами базы, выполненными из того же слоя алюминия. Монтажные контакты базы расположены по углам структуры и имеют размеры в направлении по диагонали структуры 240 мкм, что позволяет применять при монтаже проволоку диаметром 10 80-100 мкм. Токоподводящие контакты эмиттера второго каскада соединены с одним монтажным контактом эмиттера, расположенным в центре структуры и имеющим размеры в поперечнике 300 мкм,15Составной транзистор имеет размеры структуры в плане 1,16 х 1,16 мм и позволяет получить на выходе максимальный ток коллектора 1щ, 4 А при коэффициенте усиления по току в схе ме с общим эмиттером Н , = 750-2000. Емкость коллектора предложенного составного транзистора не бблее 50 нф и предельная частота усиления по току всхеме с общим эмиттером . = 250 МГп,что примерно на 25% выше, чем у известных. Симметричное расположениевходящих в структуру транзисторов идостигаемое этим равномерное распределение плотности тока по структурепозволяют повысить устойчивость ктепловому или вторичному пробою, получить при толщине активной базы 11,5 мкм пробивные напряжения на уровне 60-100 В, Четыре базовых монтажныхконтакта по углам и один эмиттерныймонтажный контакт в центре структурыпозволяют снизить трудоемкость монтажа примерно,на 20% за счет безориен-тированной посадки кристалла в корпус,Таким образом, конструкция составного транзистора позволяет получить низкий уровень емкости, повысить тепловую устойчивость и производительность монтажа.957690 Редактор Ж.Роисков рдейи Техред.И.Моргеитал Коррек Заказ 1344/2 сиоеСР В 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Тираж 699 НИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, Ж ногенийэ По омитета открытий вская и