Bipolární tranzistory

Druhy bipolárních tranzistorů podle způsobu výroby

Slitinový tranzistor

Přechody báze-kolektor a báze-emitor jsou vyráběny sléváním každý z jedné strany základní destičky, která tvoří bázi (obr. 111a). Aby byl tranzistor schopen zesilovat signál vysokých frekvencí, musí nosiče náboje přicházet bází co nejrychleji. Proto by měla být její tloušťka co nejmenší.

Slitinovou technologií se dosahuje nejmenší tloušťky báze (asi 10 – 50 μm), což omezuje zesilované frekvence na několik MHz.

Slitinově difúzní tranzistor

Tento typ tranzistoru je nakreslen na obr.111b. Do povrchu základní destičky, která tvoří kolektor, je shora difůzí vytvořena báze. Emitor je vyroben slitinovou technologií. Proti slitinovému tranzistoru je možno dosáhnout tenčí báze (několik mikrometrů). Tím se zmenší zbytková proud a zvětší se proudový zesilovací činitel. Difůzí vzniklo nerovnoměrné rozložení příměsí v bázi. Proto se po připojení na napětí mezi elektrody tr. objeví v oblasti báze nerovnoměrné elektrostatické pole, které urychluje nosče náboje pocházející z emitoru od kolektoru. Nosiče náboje projdou bází velmi rychle, takže tento tr. je schopen zpracovat i značně vysoké frekvence (několik desítek megahertzů). Kolektor je připájen na kovovou destičku, která dobře odvádí teplo z tr. Proto je možné vyrábět tyt tr. také pro velké výkony.

Tranzistor mesa

Dalšímu zvyšování frekvence signálů zesilovaných tranzistorem brání kapacita přechodu báze-kolektor, která dovoluje průchod stř proudu z výstupu tr. opět do vstupu. Snaha po zmenšení této kapacity vedla k výrobě tr. mesa, které mají plochu přechodu báze-kolektor velmi zmenšenou. Vývody emitoru a báze jsou co nejblíže u sebe a zbývající část přechodu báze-kolektor je odleptána (obr.111c). Báze je opět vyrobena difúzí a emitor sléváním. Tr. mesa pracují až do frekvence několika desítek MHz.

Difúzně epitaxní tranzistor

Zjednodušeně je nakreslen na obr.112a. Na silně dotované základní destičce N+ nazývané substrát je vytvářena méně dotovaná epitaxní vrstva vodivosti typu N, která tvoří kolektor. Do jeho povrchu je difúzí provedena báze a do povrchu báze opět difúzí silně dotovaný emitor.

Proti tr. mesa se dosahuje menších tloušek báze (větších hodnot proudového zesilovacího činitele) a užších tolerancí všech vlastností tr. Vrstva N+ pod vrstvou N zmenšuje odpor mezi kolektorem a emitorem při úplném otevření tr. a zrychluje odvádění nosičů náboje z kolektoru do vnějšího obvodu. Tím se zlepšují vlastnosti tr. při spínání větších proudů.

Základem tranzistoru je opět bohatě dotovaná destička z křemíku (substrát N+). Na ní se vytvoří epitaxní vrstva tlustá několik mikrometrů. Po jejím dokončení se povrch celého monokrystalu okysličí, a tím se chrání před vlivem okolního prostředí. Z místa, ve kterém má vzniknout báze. se kysličník odleptá. Pak se difúzí vytvoří báze a cely krystal se opět okysličí. Podobným způsobem se vytvoří též emitor a opět dojde k okysličení povrchu celého tranzistoru. Kysličník se odstraní jen z míst přes které se napaří kovová vrstva umožňující připojit vývody báze a emitoru.