мощный свч-транзистор
Классы МПК: | H01L29/70 биполярные приборы |
Автор(ы): | Петров Б.К., Булгаков О.М. |
Патентообладатель(и): | Воронежский государственный университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2002-11-10 публикация патента:
10.11.2003 |
Использование: полупроводниковая электроника. Сущность изобретения: мощный СВЧ-транзистор содержит N транзисторных структур, каждая из которых включает в себя области коллектора, базы и эмиттера с минимальным расстоянием между центрами фрагментов области эмиттера, а противоположной стороной контактирующий с металлизацией площадки для присоединения эмиттерного проводника. Хотя бы в одном балластном резисторе имеются выемки, ширина которых в местах контактов балластного резистора с металлизацией области эмиттера не превышает трети шага мультипликации эмиттерной области. Реализация требуемых значений сопротивлений резисторов за счет вариации количеством и геометрическими параметрами выемок и условие на длины резисторов с конструктивно предусмотренной разницей сопротивлений обеспечивают уменьшение площадей транзисторных структур, вследствие уменьшения минимальной длины и разницы в длинах резисторов. Техническим результатом изобретения также является уменьшение проходной емкости "коллектор-эмиттер" и полной коллекторной емкости транзистора. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Мощный СВЧ-транзистор, содержащий N транзисторных структур, каждая из которых включает в себя области коллектора, базы и эмиттера с минимальным расстоянием![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216040/8712.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216014/8805.gif)
l(i)/l(k) <R(i)/R(k).
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к полупроводниковой электронике и может быть применено в конструкциях мощных СВЧ полупроводниковых приборов. Известен мощный СВЧ-транзистор, содержащий полупроводниковую подложку с транзисторными структурами, коллекторные, базовые и эмиттерные области которых соединены с соответствующими им электродами корпуса, причем эмиттерные области фрагментированы с целью компенсации эффекта оттеснения тока к периферии эмиттера [1]. Недостатками такого транзистора являются неравномерное распределение мощности по транзисторным структурам и его плохая термическая устойчивость вследствие положительной обратной связи по теплу, приводящие к снижению выходной мощности P1 и надежности транзистора. В другом мощном СВЧ-транзисторе каждая транзисторная структура снабжена балластным резистором из материала с положительным температурным коэффициентом сопротивления, который одной своей стороной контактирует с металлизацией эмиттерной области транзисторной структуры, а противоположной стороной контактирует с металлизацией площадки для присоединения проводника, служащего для соединения эмиттерной области транзисторной структуры с одноименным электродом корпуса [2]. Это позволяет повысить однородность входных сопротивлений транзисторных структур и их температурную стабильность, тем самым повысив P1 и надежность транзистора. Увеличение сопротивлений балластных резисторов, приводящее к повышению P1, влечет за собой снижение коэффициента усиления по мощности Кр и КПД транзистора. Поэтому сопротивления балластных резисторов принимают некоторое оптимальное значение, которое не исключает неравномерности разогрева транзисторных структур вследствие их неоднородного взаиморасположения, что ограничивает P1 транзистора в целом. Увеличение проходной емкости "коллектор-эмиттер" и полной емкости коллектора за счет добавления к площади металлизации под потенциалом эмиттера над коллекторной областью площади балластного резистора, препятствуют достижению максимального значения коэффициента усиления по мощности на основной рабочей частоте транзистора. Наличие балластных резисторов и увеличение их длины пропорционально их сопротивлениям относительно некоторого минимального значения для реализации величин R(i) приводит к увеличению размеров транзисторных структур и транзистора в целом. Балластный резистор конструктивно располагается на изолирующем окисле над областью коллектора, поэтому, наряду с емкостью металлизации для присоединения эмиттерного проводника, его емкость входит в состав паразитной проходной емкости "коллектор-эмиттер" Скэ. Емкость Скэ шунтирует активное входное сопротивление транзистора в схеме с общей базой (ОБ), что приводит к передаче части входной мощности через Скэ без усиления непосредственно в коллекторную цепь транзистора. В схеме с общим эмиттером (ОЭ) через Скэ часть выходной мощности попадает в общий вывод, минуя нагрузку. Независимо от схемы включения транзистора (с ОБ или ОЭ) емкость балластного резистора входит в состав полной коллекторной емкости Ск, с которой коэффициент передачи тока h21 и коэффициент усиления по мощности Кр связаны обратной зависимостью [3] . Поэтому увеличение Скэ приводит к снижению Кр=P1/Рвх; Рвх - входная мощность транзистора. В конструкции прототипа сопротивление балластного резистора пропорционально его длине, или, с другой стороны, площадь балластного резистора пропорциональна величине его сопротивления. Таким образом, транзисторные структуры, у которых сопротивление балластных резисторов больше, имеют большие площади балластных резисторов и большие величины дополнительной емкости в составе Скэ и Ск, следовательно, имеют меньшие значения Кр, что приводит к снижению Кр транзистора в целом. Заявляемое изобретение предназначено для уменьшения проходной емкости "коллектор-эмиттер", полной коллекторной емкости транзистора и размеров его транзисторных структур в отдельности, и при его осуществлении может быть увеличен коэффициент усиления по мощности и уменьшены размеры транзистора. Вышеуказанная задача решается тем, что в известном мощном СВЧ-транзисторе, содержащем N транзисторных структур, каждая из которых включает в себя области коллектора, базы и эмиттера с минимальным расстоянием![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216040/8712.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216014/8805.gif)
l(i)/l(k)<R(i)/R(k) (1). Получаемый при осуществлении изобретения технический результат, а именно, увеличение коэффициента усиления по мощности и уменьшение размеров транзистора, достигается за счет того, что наличие выемок в балластном резисторе позволяет уменьшить площадь верхней обкладки конденсатора, образованного резистором и областью коллектора, на величину площади выемок и тем самым уменьшить паразитные емкости Скэ и Ск, а выполнение соотношения (1) позволяет уменьшить длину балластных резисторов с сопротивлениями, большими некоторого минимального значения в ряду их величин R(i) и тем самым уменьшить размеры соответствующих транзисторных структур. Реализация требуемых сопротивлений резисторов R(i) может быть осуществлена за счет вариации количеством и конфигурацией выемок без увеличения длины резистора пропорционально увеличению R(i) относительно некоторого минимального значения в их ряду для данного транзистора. Очевидно, наличие выемок в резисторе приводит к уменьшению ширины резистора, поэтому величина его погонного сопротивления
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/961.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/961.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/963.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216003/8226.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/963.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/963.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216003/8226.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/963.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/963.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/963.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/963.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/963.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/963.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/963.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/963.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
![мощный свч-транзистор, патент № 2216072](/images/patents/252/2216007/916.gif)
1. Колесников В.Г. и др. Кремниевые планарные транзисторы / Под ред. Я. А. Федотова. - М.: Сов. радио, 1973, 336 с. 2. Проектирование и технология производства мощных СВЧ-транзисторов / В. И. Никишин, Б. К. Петров, В.Ф. Сыноров и др. - М.: Радио и связь, 1989, с. 106. 3. Проектирование и технология производства мощных СВЧ-транзисторов / В. И. Никишин, Б. К. Петров, В.Ф. Сыноров и др. - М.: Радио и связь, 1989, с. 11-20, 30-38. 4. Там же, с.11-12. 5. Там же, с.83.
Класс H01L29/70 биполярные приборы
способ изготовления бсит-транзистора с охранными кольцами - патент 2524145 (27.07.2014) | ![]() |
светотранзистор - патент 2487436 (10.07.2013) | |
мощная полупроводниковая структура - патент 2464669 (20.10.2012) | ![]() |
мощная полупроводниковая структура - патент 2457576 (27.07.2012) | ![]() |
высоковольтный полупроводниковый прибор - патент 2395869 (27.07.2010) | ![]() |
мощная полупроводниковая структура - патент 2238604 (20.10.2004) | |
мощный свч-транзистор - патент 2227946 (27.04.2004) | |
мощный свч-транзистор - патент 2227945 (27.04.2004) | |
мощный свч-транзистор - патент 2216073 (10.11.2003) | |
мощная свч-транзисторная структура - патент 2216071 (10.11.2003) |