改进达林顿管输出特性的措施.pdf

改进达林顿管输出特性的措施厂任慧敏摘要单 片功率达林顿器件既保持了分立器件的高讨压、大电流、高功率容量 的优点,又是一种简单的功率集成。为 了提高其热稳定性及改善输出特 性,及的选取是十分 重要的。本文着重介绍 了一种方法采用双次扩散和对,、利用基区薄层电胆作为,从而提供了一种可以独立控制电 阻,管隔离的办 法,的办法夕工艺上很容易实现,的一致性又非常好,全部控制在,以上,。达时,注 入,入即可开启。以,必须要适当选取,和一、功率达林顿器件中,和的选取。了达林顿功率管结构上可分为单片式和混合式两种,单片功率达林顿由于具有较高的 电流增益,可以直接和集成 电路接口,制造工艺基本与单管相同夕保持了单管能够达到的电流特性和耐压 特性,可靠性高,因而,百瓦级以下往往采用单片式结构,其典型等 效电路见图。,和主要影响热稳定性输出特性的线性。和开关速度,而热稳定性和线性为主要考虑因素。,和越小,管子的稳定性越高,但却造成复合管在小电 流下严重下 降,线性 极差。因此夕为保证,管 在小注入下既能导通,又希望,尽可能 大些,所誉念图型单片功率达林顿 等效 电路型单片功率达林顿等效 电路根据一般资料报导,工为 数。,为数百欧,经过模拟试验证明,。,在。一奚范围,均不会影响达林顿的小电流输出特性,从而可确定和的设计范围。为了得到较高的击穿电压和较宽的安全工作区夕提高达林顿器件的抗烧毁能力,必须采用三重扩散台面工艺,由于基区扩散工艺采用了大面积扩硼,达林顿器件中的三极管,和一一一一一一一一一一一一一一彼。首先要满足主要性能,并在此前提下米改善大 电流特性。大 电流性 能的测试大电流性能的测试不应以定型生产的直读式仪表为主要仪器,因为这类仪表不能反映出推饱和区的优劣、输入特性 的倾斜和分 散程度。应以晶体管图示仪为 主要仪器,它能直观全面反映人 电流性能,其缺点是不易定量,所以还应辅以某些自制的专用直读仪表。参考资料晶体管原理,浙江大学半导体器件教研室编,国防 工业出版社 出版采用公共基区,和是 利用其 横向电阻,因而很难作大,这个间题下而还进一步阐述。二、增大的具体措施图 为达林顿管的纵向剖面图。其中虚线表示的,为等效参 数涂黑部分为二氧化硅层,斜线部分为蒸层。泞吮汤汤黑认二二图则则则图为达林顿管版图示意 图斜线部分表示 隔离槽。结合图 和图,讨论 电流的流动情况。电流从,也即达林顿管的 极注入后,一部分 从,进入,另一部分 流 经,若,过小,那么从,注入的电流绝大部 分被、旁路 掉,而在,注入佼 弓、遏寸,优没有玫大,只有当,注入很大时,才有放 大作用夕显然,达林领管的输出特性就非常难看 了。为了改善输出特性,必须把,作大,采取以下两项措施。主必须将,和管隔离,可采用刻槽工艺,蒸铝刻槽或喷胶腐蚀刻蚀均可,这里特别要提出的是版图设计时的宽度一定要大于隔离槽和台面之间的宽度如 图示即保证在腐蚀台面和槽时一定要将,两边切断,逼着从,注入的 电流必须从薄层 电阻,经过,别无他路,如果不隔断,因为是大而积扩硼,申流就会顺着管子的表而低电阻区走,而不走规定的薄层电阻,就无法作大。采取、隔断之后夕尺,的尺寸就可能根据设计要求任意大 小了。若希望更大一些,可以在制版时单独制一块和尺尺寸相合的版,顶先丁进行一 次扩散使表画扩散反型,从注入的电流就必须沿着掺杂浓度低的薄层 电阻 中经过,因而可加大。经过以上两项措施,可以按设计要求任意控制,实践证明,因为扩散和,的扩散是同时进行的,若扩散结较深,即使 不单独进行一次扩,也完全可以达到。以上。采取刻槽工艺生产出的达林顿管一致性非常好,输出特性的线性也很好,注入小于或等于时,整个输出特性 曲线全部展开。我 厂为国家某重点科研项目研制的达林顿管的线性要求为。时,为一,几三它 的意义是在、注入为入和坦时的差件与总的比值不 得超 过,这就要求达林顿管在很小的电流 下沮即能展开,且线性很好,川述力法 制出的达林顿管全部能够满足使用单位的要求。把从美国鱼雷样机上拆仅有的 只好徉管,以及使用单位听提供某厂的只达林顿样管,一与我厂达林顿 管的比能比较情况 见友、表厂家开启气电挤乙、。一功率负荷。公,号仍制三未加未加吕年己皿,灸口一某厂石了不稳负阻负阻纷。盆主污通过通过通过通过通过通过通过吞件垂邝,为卜厂只未编号全部全部全部全部笋全部知全部通过表商温性能侧试。工乙勺一二二,月本厂样厂编家号。时 一。切“时一一一一一一一一一一一哪,一,目一,一公某丈电压降为功尸公八吕苏。石无法 测其特性曲线图示如 图、。几马乙美国本,勺乙护刘”一样二厂厂厂习习冈冈,勺,目目目目目目曰曰曰曰州州门门曰曰曰刀刀日日口口一飞飞一,一二二二二二寻寻牛刁刁口叫叫叫叫卜月月卜州州尸爪爪一口口口万万 曰曰曰曰门门门口口口口国国洲洲口口口口口口口绍绍州州巴巴巴巴巴口口一爪爪爪门门监监监监监监监监监监监监监,卜竺,胜胜 归归汾汾曰曰日日目目犷门门厂厂厂门门厂口口口二二歹丁一一一一厂一一厂一卜卜厂竺竺仁二二亡二二牛卜卜卜卜卜”卜一叫叫卜州州,一一厂一一下下下口口口注注 臼臼厂厂厂厂厂厂巨巨压压巨巨仁仁仁口口口爵爵口口匕匕匕巴巴户户厂厂厂厂厂仁仁乙乙日日日一一,丫一一,一一一,一一门一一一一啥吧竺竺竺竺言孟习习习当当当当当匕匕已已厂厂厂,厂厂厂厂厂厂下 丁丁么么日日日丁一一了 甲甲下二二仁二二二二二上二二土二二上二二二匕匕匕到到匕竺巴巴厂亡二二,亡二二了 二,丁 二了了 工二 二一,尸叭管二度,初始注入为。度,石,刘守图在电子调谐器中的应用丹东半导体器件总厂周永仁是日本公司专门 为调谐器高放混须 使用而开 发的型 沟道 双栅场效 应晶体 管。此产品已经实用于 国内引进的型电子调谐器须段 高放线路中。为适应调谐器国产化和自我开 发的需要,本文专门介绍一下的特点以及用作电子 调谐器高放时,如何利用的特点提高高放回路的几个主要指标 的水平例功率增益,噪声性 能,特性夕一、的特点因是双栅型结构,所以其反馈电容,小典型值夕输入阻抗高典型值,二时,跨导二大典型值,因而,比值大,可以获得稳定而高的功效增益和低的噪声系数。交优调制特性。另一个特点是低电压特性很好,即使在低电源电压时,仍能充 分发挥其立有的性能。二、在高放回路中的应用一般说,在高频放 大回路 中,应考虑的主要间题是稳定 的功率增益、噪声特性、一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一门门门门门口口口口国国口口口口口口口口曰曰曰州州巳巳,勺勺二二二二日日门门日日口口卜卜卜卜卜口叫叫沪口,一一口口口叼叼尸尸门门口口口口习习曰曰曰曰日日门门民民民民曰曰曰护,厂货一一一一一一口口口门门厂一一气气二二二副副二二乙二 二二厂曰曰曰曰,叫叫尸,尸尸门门一口口口口口门门广丫丫 仁性性二仁二二匕习习日日曰曰卜卜卜卜口,一一了一口口口口口口口州州曰曰口口一一曰曰刊刊口口日日卜卜卜卜卜卜,月月卜一一护一一一一一一丁 了了 刁刁 万万曰曰几几厂厂已已口口匕匕口口门门比比比比口口口口口口口口口口尸尸尸尸尸尸厂厂厂厂广广门门曰曰州州目目日日口口口团团口口厂厂厂厂曰曰一门门目目门门目目曰曰曰乙乙口口口口口口臼臼曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰曰度,玩初始注入为。度,已七图从特性比较看出进口管一致性、电流等电特性均好,开启电流也较小。某厂的 管子中个别管如,水平较高,但样管一致性差,说明其工艺的一 致性差,较突出的缺点是开启电流大,线性差,满足不了用户的要求,这正是没有作大造成的,而我 厂提供给所的徉管,一致性好,各项参数并不比关国样管差,因 此夕所最后 选定了我厂达林顿管,并巳冈冈冈门门门门日日门门日日日日日日曰曰口口召召召产一,卜叫,尸份自自尸,二二二二二翻翻百石,门门门门卜卜卜 州州曰曰门门一一曰曰一门门口口口口口口口口口一川川 洲洲日日洲洲节节节节节节节节节厂厂厂厂厂厂厂 刁刁厂门门日日日日日日口口广州州泞一一曰曰曰曰二二卜卜卜卜呼户户州州一曰曰尸一一一一一厂厂门门门门门门门门门门门月月尸一甲甲 卜叫一州州尸一一卜一一州州州卜吧竺竺竺卜一一月月口二二翻翻目目曰曰曰曰曰曰曰卜卜万万仁一匕尸了了 广一一丁曰曰口厂厂厂口口口口蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜蜜月月月口叫叫卜一卜一一一尸一一一一一一洲洲洲洲下下厂厂厂厂口口户口口叮叮口口口口匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕匕巨曰曰曰曰班班班班班班班班班班班班班曰曰曰曰曰曰曰门门曰曰门门三三口口口口尸尸尸尸尸一,一吮吮吮,飞价】尸,工度,初始注入为。度,澎。图定型,投入批量生产。综上所述,说明我们采用管芯隔离,逼着电流从薄层电阻通过是增大,改善达林顿管的电流特性的极有效办法,实践也证明了这一慧。