hrvatski

Analiza bipolarnog tranzistora za detekciju optičkih signala

Bipolarni tranzistori imaju znatno veću odzivnost od ostalih silicijskih fotodetektora kao što su p-n i p-i-n fotodiode. S druge strane, povećani kapacitet i Millerov efekt ograničavaju maksimalnu radnu frekvenciju. Tipična vremena preklapanja fototranzistora su reda 1-30 µsec u usporedbi sa 0.01-0.1 µsec vremenima preklapanja p-n i p-i-n fotodioda. Pri projektiranju bipolarnog fototranzistora treba paziti na sljedeće karakteristike: strujno pojačanje u spoju zajedničkog emitera β (karakteristična vrijednost β≈100) ; odzivnost R ; tamnu struju ; vrijeme odziva. Ove karakteristike moguće je poboljšati korištenjem fototranzistora projektiranih u HCBT tehnologiji. Bipolarni tranzistor s horizontalnim tokom struje (eng. Horizontal Current Bipolar Transistor - HCBT) napredna je mikroelektronička struktura koja predstavlja novi standard u realizaciji integriranih sklopova visokog stupnja integracije (engl. Very Large Scale Integration - VLSI) i velike brzine rada. Kompaktnost njene strukture te jednostavnost tehnološke izvedbe čini bipolarne tranzistore s horizontalnim tokom struje veoma pogodnim za integraciju sa CMOS tehnologijom. Koristeći isti tehnološki postupak struktura bipolarnog tranzistora s horizontalnim tokom struje daje bolje rezultate od uobičajenih struktura bipolarnog tranzistora s vertikalnim tokom struje kao npr. samopodešavajuća SST struktura sa dvostrukim slojem polisilicija, žljebnom izolacijom i implantiranom bazom. Bipolarni tranzistor s horizontalnim tokom struje pokazuje sljedeća poboljšanja: reducira površinu uređaja za istu površinu spoja emiter-baza ; nema potrebe za potkolektorskim spojem ; nema epitaksijalnog sloja ; cjelovita polisilicijska podloga ; reduciran broj litografskih maski i tehnoloških koraka u procesu izrade ; velika gustoća pakiranja. Optimizacijom tranzistora za željenu valnu duljinu moguće je postići veću odzivnost uz zadovoljavajuću kvantnu efikasnost i brzinu odziva. Svaka aplikacija fotodetektora pa tako i fototranzistora zahtijeva specifičnu kombinaciju veličine detektora, intenziteta svjetlosti, valnu duljinu i, naposljetku, treba razmotriti i cijenu.

bipolarni tranzistor; HCBT; fotodetektor; bipolarni fototranzistor; 2D simulacije

nije evidentirano