Пробивных напряжений

6. Если нет особых причин для применения германиевого транзистора, лучше применить кремниевый. Кремниевые транзисторы лучше работают при высоких температурах, имеют более высокие пробивные напряжения и на один-два порядка меньше, чем германиевые, обратные токи.

Выпрямительными (силовыми) диодами обычно называют диоды, предназначенные для преобразования переменного напряжения источников питания в постоянное. Пробивные напряжения кремниевых выпрямительных диодов могут достигать 1,5—2 кВ, а падение напряжения на диоде при протекании прямого тока обычно не превышает 1,5 В. Выпрямительные диоды обычно подразделяются на диоды малой, средней и большой мощности, рассчитанные на выпрямленный ток до 0,3 А, от 0,3 до 10 и свыше 10 соответственно.

Пусть при одних и тех же условиях произведено п пробоев; пробивные напряжения при этом оказались равными l/lt U2, . . . , Ui, .... Un. За результат измерения принимают среднее арифметическое ряда наблюдений

Симметричного распределения напряжения (оба шара изолированы) несколько выше, чем в том случае, когда один шар заземлен. При несимметричном включении пробивные напряжения на постоянном токе зависят также от полярности незаземленного шара.

Создание более сложных БИС выявило ряд недостатков, присущих этой структуре. Среди них можно выделить следующие: низкую плотность размещения компонентов на кристалле, обусловленную наличием разделительных диффузионных р-облас-тей, значительной толщиной эпитаксиальной пленки, трехмерностью диффузионных процессов, ограничениями процесса фотолитографии; большие паразитные емкости и токи утечки изолирующего р-п-пере-хода; невысокие пробивные напряжения изоляции; малая радиационная стойкость.

мышленностью способом диэлектрической изоляции элементов ИМС является «эпик-процесс». В качестве исходного материала используют кремний л-типа, в котором с помощью предварительной диффузии доноров создают слой л+-типа с повышенной электропроводностью ( 3.9,а). Проводят селективное травление пластины с применением фоторезистивной маски, после чего пластину оксидируют ( 3.9,6) и на оксидной пленке наращивают эпитаксиальный слой поликристаллического кремния ( 3.9,г), который применяют в качестве подложки ИМС. После формирования подложки монокристаллический кремний n-типа сошлифо-вывается до тех пор, пока на поверхности не появится диэлектрическая пленка ( 3.9,е). В образовавшейся структуре монокристаллические области гг-типа оказываются изолированными друг от друга оксидной пленкой. С помощью планарной технологии в этих участках формируют области базы и эмиттера БТ. Применение «эпик-процесса» позволяет увеличить пробивные напряжения до 200 В и снизить удельную паразитную емкость изоляции до 15 — 20 пФ/мм2. Основные недостатки метода — сложность и высокая трудоемкость, низкий процент вы- Рис> хода годных изделий, низкая плотность компоновки эле-

Примечание. В таблице приняты следующие обозначения: тд! — тД5 — постоянные времени рассасывания для диодов Д\ — Д5; 1/Пр. эб, f пр. кб — соответственно пробивные напряжения эмиттерного и коллекторного переходов транзистора; Сэ, Ск, Си — соответственно емкости эмиттерного, коллекторного и изолирующего переходов транзистора.

Порядок испытаний. Собирается и опробуется схема без подачи на--пряжения на испытуемый объект. Перед подачей напряжения проверяется выполнение всех требований Правил техники безопасности (ПТБ). Место испытания вместе с объектом и испытательной установкой должно быть огорожено, вывешиваются плакаты безопасности, проверяются тщательно все заземления. Испытатель должен стоять на резиновом коврике. При опробовании схемы устанавливается напряжение пробоя шаровых разрядников ориентировочно по шкале микрометрического винта. Меняя напряжение испытательной установки на холостом ходу (без подключения испытуемой изоляции), определяют по вольтметру на стороне низшего напряжения или электростатическому вольтметру напряжение пробоя и в зависимости от этого корректируют расстояние между шарами. Напряжение пробоя должно не более чем на 10—15 % превышать требуемое напряжение испытания. Максимальное и минимальное пробивные напряжения в зависимости от диаметра шаров, по которым выбирают разрядники, приводятся в [1].

Таблица 4.3. Токи проводимости и пробивные напряжения вентильных разрядников

Для повышения стабильности поверхностных свойств кремния целесообразно применять травители с бихроматом натрия Na2Cr2O7. Такие травители, кроме того, позволяют снизить значения обратного тока и повысить пробивные напряжения кремниевых p-n-переходов. Скорость поверхностной рекомбинации после обработки в травителях с Na2Cr2O7 может быть снижена до 3 — 5 м/с.

Создается многоэмиттерный транзистор одновременно с другими элементами схемы; поэтому параметры областей коллектора, базы и эмиттера у него те же, что и у обычного п—р—п транзистора: один и тот же концентрационный профиль, одинаковые удельные емкости и пробивные напряжения переходов.

товлении методом пленарной технологии полупроводниковых ИМС объемная концентрация носителей в области переходов обычно совтавляет: в коллекторе — 101в см~3, в переходе база — эмиттер — 1017...1018 см"8. Это обусловливает относительно низкие значения пробивных напряжений переходов (6...9 В эмиттерного и 20...30 В коллекторного).

1 — плотность распределения напряжений, приложенных между витками? 2 — плотность распределения пробивных напряжений, характери-аующих электрическую прочность межвитковой изоляции

где / — разность номеров между соседними проводниками (проводники пронумерованы в порядке их намотки на шаблон); s — количество проводников в пазу; t — порядковый номер секции; V — напряжение, приложенное к проводникам с разностью номеров /; Миа — математическое ожидание напряжения на i-й секции;
Разброс отдельных наблюдений пробивных напряжений Ui относительно среднего значения U характеризуется средним квадратическим отклонением (СКО) ст. Ограниченное число наблюдений обычно позволяет получить лишь оценку СКО S:

1 Данные относятся также к постоянному напряжению обеих полярностей. ' а Данные относятся также к отрицательному постоянному напряжению, для положительного напряжения значения пробивных напряжений при расстоянии более

3.27. Иллюстрация хода выходных характеристик, токов насыщения /»о и пробивных напряжений в схемах ОБ и ОЭ

Допустимое обратное напряжение полупроводникового диода1 может быть меньше обратного напряжения, возникающего в схеме выпрямителя; в этом случае в каждое из плеч моста включается группа последовательно соединенных полупроводниковых диодов ( 166, /). Последовательное соединение требует учета большого разброса обратных сопротивлений и пробивных напряжений отдельных образцов диодов одного типа. При этом обратное напряжение на каждом диоде будет пропорционально обратному сопротивлению диода. Поэтому на диоде с большим обратным сопротивлением будет большое обратное напряжение. Это может привести к недопустимому превышению обратного напряжения на данном диоде и выходе его из строя.

При обратном смещении интегрального диода необходимо учитывать, что напряжения, прикладываемые к диоду и изолирующему р-л-переходу, не должны превышать пробивных напряжений соответствующих переходов. Максимально допустимое обратное напряжение для вариантов /, // и IV ограничивается напряжением пробоя перехода эмиттер — база, а для вариантов ///, V — напряжением пробоя перехода коллектор — база, Напряжение пробоя перехода эмиттер — база обычно составляет 5—7 В, перехода коллектор — база — 50—60 В и перехода коллектор — подложка — свыше 70 В. К параметрам диода, характеризующим обратную ветвь в.а.х., относится постоянный обратный ток через диод при смещении его в обратном направлении. Как отмечалось, в кремниевых p-n-переходах основной составляющей обратного тока является ток термогенерации, зависящий от площади р-«-перехода и концентрации центров рекомбинации

Общим для всех МНОП-ЗУ является необходимость использования сравнительно больших сигналов для записи информации, что в свою очередь вызывает дополнительные технологические трудности: обеспечение высоких пробивных напряжений р—п переходов и диэлектриков, а также высоких пороговых напряжений для паразитных транзисторов и низких для основных транзисторов.

где / — разность номеров между соседними проводниками (проводники пронумерованы в порядке их намотки на шаблон) • s — количество проводников в пазу; t — порядковый номер секции; V — напряжение, приложенное к проводникам с разностью номеров /; Мисг — математическое ожидание напряжения на i-й секции; Qua — среднее квадратичное .отклонение напряжения, приложенного к t'-й секции; &и — коэффициент импульса; а2, U2 — параметры распределения Вейбулла (для пробивных напряжений); к — количество включений электродвигателя за заданную наработку.

ляции в данном месте. Следовательно, изоляции: g(U») — плотность вероятность Ра того, что элемент витко- Р^Гж^ннГмеждГР??? вой изоляции не выйдет из строя, будет f(i/B) _ плотность раепределе-равна вероятности, что его пробивное ния пробивных напряжений напряжение (7Пр, характеризующее