3DK20900高反压大功率硅NPN晶体管的研制

本文较详细地介绍了3KD20900高反压大功率硅NPN晶体管的研制过程和生产工艺。该器件最大集电极电流I_(cm)=20A,最大耗散功率P_(cm)=250W,C-E结反向击穿电压V_[(BR)(ceo)]≥900V,C-B结反向击穿电压V_[(BR)(cbo)]≥1200V,属国内首创,技术性能指标基本达到国际同类军用产品水平。     

晶体管I_(CM)与P_(CM)的定义

一般地说,晶体管的大功率运用,受到它的最大许可电压U_(CM)、最大许可电流I_(CM)及耗散功率P_(CM)的限制.晶体管制造者常把这三种限制归结成器件的极限运用参数,提供给用户.这三种极限运用参数在晶体管集电极电压和集电极电流所组成的平面上,构成了晶体管安全运用的区域.图1给出了这个区域(斜线部分).只有在这个区域内,才能保证晶体管安全工作;超出这一区域将会导致管子损坏.     

电视电路中晶体管的一般要求

晶体管是电视机中重要的器件，尤其是彩色电视机，必须根据工作的稳定性、工作电压、工作频率、功率增益及耗散功率等主要技术指标来合理选用。要全面测试所有技术指标，是很困难的。实际上只要测量几个主要直流参数．如穿透电流ICEO，集电极耗散功率PCM．最高集电极反向击穿电压BVCBO或BVCBO，最大集电极电流ICM等。并考虑晶体管在电视机中所处的工作状态及负荷情况，切勿超过其参数所允许的极限。     

新型基区结构高反压功率晶体管的优化

依据电参数指标要求,针对高压-高增益硅功率晶体管基区结构和终端结构进行优化研究。提出了一种可用于改善集电极-发射极击穿电压(V_(BRCEO))和电流放大倍数(β)矛盾关系的带埋层的新型基区结构,并针对埋层基区结构对高压-高增益硅功率晶体管电性能及可靠性的影响进行了研究。仿真结果表明:新型基区结构不仅可以很好地折中晶体管β与V_(BRCEO)之间的矛盾关系,而且还能在较大的埋层基区宽度、埋层基区掺杂峰值浓度范围内使晶体管获得较低且一致性较好的饱和压降;具有新型基区结构的晶体管在改善正偏的情况下抗二次击穿能力具有明显优势。由仿真得到的器件结构参数,研制出的样片的β,V_(BRCEO)和集电极-基极击穿电压(V_(BRCBO))均满足电参数指标要求。     

3DK405型高频高速高反压开关功率晶体管的研制

３ＤＫ４０５型高频高速反压ＮＰＮ开关功率晶体管研制成功，集电极最大耗散功率ＰＣＭ≥２００Ｗ，集电极最大电流ＩＣＭ≥３０Ａ，双结反向击穿电压ＢＶｃｅｏ≥４５０Ｖ，特征频率ｆＴ≥８０ＭＨＺ，下降时间ｔｆ≤０．１ｕｓ，居国内领先技术水平。     

3DK20900高反压大功率硅NPN晶体管的研制

本文较详细地介绍了３ＫＤ２０９００高反压大功率硅ＮＰＮ晶体管的研制过程和生产工艺。该器件最大集电极电流Ｉｃｍ＝２０Ａ，最大耗散功率Ｐｃｍ－２５０Ｗ，Ｃ－Ｅ结反向击穿电压ＶＢＲ（ｃｅｏ）≥９００Ｖ，Ｃ－Ｂ结反向击穿电压ＶＢＲ（ｃｂｏ）≥１２００Ｖ，属国内首创，技术性能指标基本达到国际同类军用产品水平。     

中功率高反压管集电区参数的设计

让集电结势垒区穿通高阻集电区,并利用晶体管的击穿电压等于最大电场为雪崩击穿临界场强的电场分布曲线下的面积这种理论来设计高反压管的集电区参数,可以大大地减薄集电区的厚度,减小晶体管的饱和压降并改善其电流特性和功率特性.这是设计外延平面型高反压管集电区参数的一个较好的方法.     

中功率GaAs双极晶体管

用GaAs做双极晶体管时,它的某些材料参数优于硅和锗,另一个优点是可利用GaAlAs/GaAs异质结晶体管的宽禁带发射极原理。目前已制出这样的双极晶体管并进行了测试。最大振荡频率f_(MAG)=2.2GHz,截止频率f_T=2.7GHz,这表明了管子的高频适用能力。而发射极-集电极击穿电压V_(CBO)≥～100V;最大集电极电流I_(Cmax)～300mA,为大功率应用的标志,晶体管的工作温度范围为—269℃～+350℃。双异质结NpN晶体管消除了共发射极结构的Npn宽禁带发射极Ga_(0.7)Al_(0.3)As/GaAs晶体管0.2V的导通电压。此种NpN晶体管能双向工作并有类似的电流增益,这是由宽禁带发射极原理和发射极-基极、集电极-基极异质结的对称性所致。与Npn GaAs晶体管比较,NpN GaAs晶体管的存贮时间t_s约等于Npn晶体管的一半。     

采用硅平面工艺制造垂直沟道结型场效应晶体管

采用自对准和掺杂多晶硅技术制造出了一种具有新结构的垂直沟道结型场效应晶体管。因为很多沟道容易集成在单片上,这种结构适用于大功率器件。它也适用于高频器件,因为对于高频工作的两个根本的条件,即足够低的栅电阻和小的沟道长度能很容易地实现。这种器件显示出类似三极管的电流-电压特性,它由沟道杂质浓度和栅极扩散的分布所决定。为音频放大器设计的 n 型沟道,4毫米×4毫米、5520个沟道的功率场效应晶体管的典型特性是:电压放大系数为5;源-栅击穿电压为60伏;漏-栅击穿电压为200伏;在 V_(DS)=7伏时 I_(DSS)=4安。     

光电晶体管反向击穿特性研究

由于特殊的应用场景,光电晶体管与普通晶体管在性能参数和结构设计上存在较大差异,在器件设计时需要兼顾各项参数的影响。通过理论及仿真计算结合实验流片,归纳出工艺过程中影响NPN光电晶体管反向击穿的几种因素,包括掺杂浓度、结深以及放大倍数等,进而提出了可以提升光电晶体管耐压的工艺改进措施,实现了发射极反向击穿电压提高约20%,集电极-发射极反向击穿电压超过400 V。