Варианты исполнения диода в интегральной структуре

Опубликовано 07.01.2010 Ведущая Ольга Константинова

Этот активный элемент широко используется в интегральных микросхемах, особенно в логических интегральных микросхемах. Для создания диода вообще достаточно
сформировать только один p-n переход.
Однако диодам в интегральных микросхемах придают транзисторную структуру и в зависимости от конкретного назначения используют тот или иной p-n переход путем применения одного из пяти возможных вариантов включения.
В первом варианте используется эмиттерный переход, а коллекторный короткозамкнут. Такое включение используют в цифровых микросхемах, так как в этом случае достигается наибольшее быстродействие: накопление носителей заряда может происходить только в базовой области, а она очень тонкая. Возможность накопления носителей заряда в коллекторной области исключена шунтированием коллекторного перехода. Время переключения может быть около 1 нс.
Во втором варианте используется эмиттерный переход, а коллекторная цепь разомкнута.
В третьем варианте используется коллекторный переход, а эмиттерной области при этом может и не быть. Если же эмиттерная область сформирована, то цепь эмиттера остается разомкнутой.
Коллекторная область обычно является относительно высокоомной, поэтому такой диод имеет достаточно высокое пробивное напряжение (порядка 50 В). Использование коллекторного перехода в качестве диодной структуры дает возможность пропускать большие прямые токи.
В четвертом варианте эмиттерную и коллекторную области соединяют между собой, т.е. эмиттерный и коллекторный переходы включают параллельно. Допустимый прямой ток оказывается еще больше, но увеличивается также и суммарная барьерная емкость.
В пятом варианте используется коллекторный переход, в эмиттерный короткозамкнут.