Tunnel Breakdown Bipolar Transistor

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

The article considers a bipolar transistor operating under tunnel breakdown of the collector junction. The equivalent circuit of the transistor is built from two low-voltage Zener diodes connected towards each other. Integrated circuits on complementary transistors with tunnel breakdown can be manufactured on a single crystal using CMOS technology. Experimental and theoretical studies of the physical model of the transistor are carried out. The processes of injection and extraction of charge carriers under tunnel breakdown of the collector junction lead to a decrease in the role of barrier capacitances of p-n junctions and a significant increase in the switching speed of the transistor. It is revealed that the standard SPICE model of the diode does not quantitatively reproduce the experimental data for Zener diodes with tunnel breakdown. A new expression is proposed that correctly describes the volt-ampere characteristic for this case in a wide voltage range. The transistor breakdown condition is obtained and the breakdown voltage is calculated.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

S. Rekhviashvili

Institute of Applied Mathematics and Automation KBSC RAS

Autor responsável pela correspondência
Email: rsergo@mail.ru
Rússia, Nalchik

D. Gaev

Kabardino-Balkarian State University

Email: rsergo@mail.ru
Rússia, Nalchik

Bibliografia

  1. Miller S. L., Ebers J. J. Alloyed junction avalanche transistors // Bell Labs Tech. J. 1955. V.34. No 5. P. 883–902, https://doi.org/10.1002/j.1538–7305.1955.tb03783.x
  2. Dyakonov V. P. Avalanche transistors and their application in pulsed devices. Moscow: Soviet Radio, 1973. 208 p. (in Russian)
  3. Dyakonov V. P. Avalanche transistors and thyristors. Theory and application. Moscow: Solon-Press, 2012. 384 p. (in Russian)
  4. Till W. C., Luxon J. T. Integrated circuits: Materials, devices, and fabrication. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1982. 462 p.
  5. Alyokhin V. A. Electronics: Theory and practice. Modeling in the TINA-8 environment. Moscow: Hotline — Telecom, 2017. 308 p. (in Russian)
  6. Wong S., Hu C. M. SPICE macro model for the simulation of Zener diode I–V characteristics // IEEE Circuits and Devices Magazine. 1991. V.7. No. 4. P. 9–12, https://doi.org/10.1109/101.134564
  7. Pisarev A. D., Busygin A. N., Bobylev A. N., Udovichenko S. Yu. Combined memristor-diode crossbar as a memory storage base // Tyumen State University Herald. Physical and Mathematical Modeling. Oil, Gas, Energy. 2017. V.3. No. 4. P. 142–149, DOI: https://doi.org/10.21684/2411-7978-2017-3-4-142–149 (in Russian)
  8. Esin A. Analysis and design principles of modern control systems based on multi-valued logic models // Large-scale Systems Control. 2020. No. 88. P. 69–98, https://doi.org/10.25728/ubs.2020.88.4 (in Russian)
  9. Dobretsov L. N., Gomoyunova M. V. Emission electronics. M.: Nauka, 1966. 564 p. (in Russian)
  10. Dubinov A. E., Dubinova I. D., Saikov S. K. The Lambert W function and its applications to mathematical problems of physics. Sarov: RFNC–VNIIEF, 2006. 252 p. (in Russian)
  11. Mezo I. The Lambert W function: Its generalizations and applications. N.Y.: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2022. 252 p.
  12. Rekhviashvili S. Sh., Narozhnov V. V. A method for increasing the performance of transistors and transistor integrated circuits. RF Patent No. 2799113. Priority from 03/18/2022.
  13. Al’tudov Y. K., Gaev D. S., Pskhu A. V., Rekhviashvili S. Sh. Optically pumped bipolar transistor // Russian Microelectronics. 2023. V.52. No. 6. P. 510–516, https://doi.org/10.1134/S1063739723700762

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Equivalent circuit diagram of the transistor with tunneling breakdown (a) and the circuit for the study of static and dynamic characteristics (b).

Baixar (133KB)
Metadados
3. Fig. 2. Voltage transfer characteristic of the circuit in Fig. 1b (a) and VAC of the diode (b): circles - experimental data; solid lines - calculations by SPICE-model and formula (1).

Baixar (142KB)
Metadados
4. Fig. 3. Oscillograms of signals of the circuit in Fig. 1b: (a) - experiment; (b) - SPICE-modeling.

Baixar (107KB)
Metadados
5. Fig. 4. Typical structure of matched bipolar transistors with tunneling breakdown.

Baixar (211KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».