Лавинный транзистор

Лавинный транзистор — это биполярный переходной транзистор, предназначенный для работы в области его характеристик тока коллектора/напряжения коллектор-эмиттер за пределами напряжения пробоя коллектор-эмиттер , называемой лавинного пробоя областью . Для этой области характерен лавинный пробой, являющийся явлением, аналогичным разряду Таунсенда для газов, и отрицательное дифференциальное сопротивление . Работа в области лавинного пробоя называется лавинным режимом : она дает лавинным транзисторам возможность коммутировать очень большие токи с ) менее наносекунды временем нарастания и спада ( временем перехода . Транзисторы, специально не предназначенные для этой цели, могут иметь достаточно устойчивые лавинные свойства; например, 82% образцов 15-вольтового быстродействующего переключателя 2N2369, изготовленных за 12-летний период, были способны генерировать импульсы лавинного пробоя со временем нарастания 350 пс или менее при использовании источника питания 90 В, как пишет Джим Уильямс .

История

Первой статьей, посвященной лавинным транзисторам, была Эберс и Миллер (1955) . В статье описывается, как использовать транзисторы со сплавным переходом в области лавинного пробоя, чтобы преодолеть ограничения по скорости и напряжению пробоя такого типа , которые повлияли на первые модели транзисторов при их использовании в более ранних компьютерных цифровых схемах . Поэтому самые первые применения лавинных транзисторов были в схемах переключения и мультивибраторах . Появление лавинного транзистора послужило также применением эмпирической формулы Миллера для коэффициента лавинного умножения. $M$, впервые представленный в статье Миллера (1955) . Необходимость лучшего понимания поведения транзисторов в области лавинного пробоя. не только для использования в лавинном режиме, это привело к обширным исследованиям ударной ионизации в полупроводниках (см. Кеннеди и О'Брайен (1966) ).

С начала 1960-х до первой половины 1970-х годов было предложено несколько схем на лавинных транзисторах. тип биполярного транзистора, Изучен наиболее подходящий для использования в области лавинного пробоя. Полным справочником, включающим также вклады ученых из стран бывшего СССР и стран СЭВ , является книга Дьяконова (Дьяконова) (1973) .

Первое применение лавинного транзистора в качестве линейного усилителя под названием Controlled Avalanche Transit Time Triode (CATT) было описано в ( Eshbach, Se Puan & Tantraporn 1976 ). Аналогичное устройство, названное IMPISTOR, было описано примерно в тот же период в статье Кэррола и Уинстенли (1974) . Линейное применение устройств этого класса началось позже, поскольку необходимо выполнить некоторые требования, описанные ниже. Использование лавинных транзисторов в этих приложениях не является распространенным, поскольку для правильной работы устройствам требуются высокие напряжения коллектор-эмиттер.

В настоящее время все еще ведутся активные исследования лавинных устройств ( транзисторов или других) из сложных полупроводников , способных коммутировать токи в несколько десятков ампер даже быстрее, чем «традиционные» лавинные транзисторы.

Основная теория

Характеристики статического лавинного региона

Токи и напряжения смещения для биполярного NPN-транзистора.

В этом разделе $I_{C}-V_{CE}$ Рассчитана статическая характеристика лавинного транзистора. Для простоты рассматривается только устройство NPN: однако те же результаты справедливы и для устройств PNP, только соответственно меняя знаки напряжений и токов. Этот анализ во многом повторяет анализ Уильяма Д. Роера ( Roehr 1963 ). Поскольку умножение лавинного пробоя происходит только через переход коллектор-база, первым шагом расчета является определение тока коллектора как суммы различных токов компонентов через коллектор, поскольку только эти потоки заряда подвержены этому явлению. Закон тока Кирхгофа, примененный к биполярному транзистору, предполагает следующее соотношение, которому всегда удовлетворяет ток коллектора $I_{C}$

$I_{C}=I_{E}-I_{B}\,$

в то время как для того же устройства, работающего в активной области , основная теория транзисторов дает следующее соотношение

$I_{C}=\beta I_{B}+(\beta +1)I_{CBO}\,$

где

• $I_{B}$ базовый ток,
• $I_{CBO}$ – обратный ток утечки коллектор-база,
• $I_{E}$ ток эмиттера,
• $\beta$ коэффициент усиления по току общего эмиттера транзистора.

Приравнивая две формулы для $I_{C}$ дает следующий результат

$I_{E}=(\beta +1)I_{B}+(\beta +1)I_{CBO}\,$

и поскольку $\alpha =\beta {(\beta +1)^{-1}}$ - коэффициент усиления по току общей базы транзистора, тогда

$\alpha I_{E}=\beta I_{B}+\beta I_{CBO}=I_{C}-I_{CBO}\iff I_{C}=\alpha I_{E}+I_{CBO}$

Если учитывать лавинные эффекты в коллекторе транзистора, ток коллектора $I_{C}$ дается

$I_{C}=M(\alpha I_{E}+I_{CBO})\,$

где $M$ – лавинный коэффициент умножения Миллера. Это наиболее важный параметр в работе лавинного режима: его выражение имеет следующий вид:

$M={\frac {1}{1-\left({\frac {V_{CB}}{BV_{CBO}}}\right)^{n}}}\,$

где

• $BV_{CBO}$ – напряжение пробоя коллектор-база,
• $n$ – константа, зависящая от полупроводника, использованного для конструкции транзистора, и профиля легирования перехода коллектор-база,
• $V_{CB}$ – напряжение коллектор-база.

Снова используя закон тока Кирхгофа для биполярного транзистора и данное выражение для $M$, полученное выражение для $I_{C}$ это следующее

$I_{C}={\frac {M}{1-\alpha M}}(I_{CBO}+\alpha I_{B})\iff I_{C}={\frac {I_{CBO}+\alpha I_{B}}{1-\alpha -\left({\frac {V_{CB}}{BV_{CBO}}}\right)^{\!n}}}$

и вспоминая это $V_{CB}=V_{CE}-V_{BE}$ и $V_{BE}=V_{BE}(I_{B})$ где $V_{BE}$ напряжение база-эмиттер

$I_{C}={\frac {I_{CBO}+\alpha I_{B}}{1-\alpha -\left({\frac {V_{CE}-V_{BE}(I_{B})}{BV_{CBO}}}\right)^{\!n}}}\cong {\frac {I_{CBO}+\alpha I_{B}}{1-\alpha -\left({\frac {V_{CE}}{BV_{CBO}}}\right)^{\!n}}}$

с $V_{CE}>>V_{BE}$: это выражение параметрического семейства характеристик коллектора $I_{C}-V_{CE}$ с параметром $I_{B}$. Обратите внимание, что $I_{C}$ неограниченно возрастает, если

$\left({\frac {V_{CE}}{BV_{CBO}}}\right)^{\!n}=1-\alpha \iff V_{CE}=BV_{CEO}={\sqrt[{n}]{(1-\alpha )}}BV_{CBO}={\frac {BV_{CBO}}{\sqrt[{n}]{\beta +1}}}$

где $BV_{CEO}$ – напряжение пробоя коллектор-эмиттер. Также можно выразить $V_{CE}$ как функция $I_{C}$и получить аналитическую формулу для дифференциального сопротивления коллектор-эмиттер путем прямого дифференцирования : однако подробности здесь не приводятся.

Дифференциальная динамическая модель

Эквивалентная схема лавинного биполярного npn -транзистора, работающего от обычно используемой схемы смещения.

Описанный здесь дифференциальный динамический режим, также называемый моделью малого сигнала , является единственной внутренней моделью лавинного транзистора с малым сигналом. Случайные элементы, обусловленные корпусом транзистора, намеренно игнорируются, так как их анализ не принесет ничего полезного с точки зрения принципов работы лавинного транзистора. Однако при реализации электронной схемы эти параметры имеют большое значение. В частности, необходимо свести к минимуму паразитные индуктивности последовательно с выводами коллектора и эмиттера, чтобы сохранить высокоскоростные характеристики схем лавинных транзисторов. Кроме того, эта эквивалентная схема полезна при описании поведения лавинного транзистора вблизи времени его включения, когда токи и напряжения коллектора все еще близки к своим значениям покоя : в реальной схеме она позволяет рассчитывать постоянные времени и, следовательно, время нарастания и спада. принадлежащий $V_{CE}$ форма волны. Однако, поскольку схемы переключения лавинных транзисторов по своей сути являются большими сигнальными цепями, единственный способ с достаточной точностью предсказать их реальное поведение — это провести численное моделирование . Опять же, анализ во многом следует анализу Уильяма Д. Роера ( Roehr 1963 ).

Лавинный транзистор, работающий по схеме общего смещения, показан на соседнем рисунке: $V_{BB}$ может быть нулевым или положительным значением, в то время как $R_{E}$ может быть короткое замыкание . В каждой схеме лавинного транзистора выходной сигнал берется с коллектора или эмиттера: поэтому дифференциальная модель лавинного транзистора с малым сигналом, работающего в лавинной области, всегда видна с выходных контактов коллектор-эмиттер и состоит из параллельного $RC$ схема, как показано на рисунке рядом, которая включает только компоненты смещения. Величина и знак обоих этих параметров контролируются током базы. $I_{B}$: поскольку в состоянии покоя оба перехода база-коллектор и база-эмиттер смещены обратно пропорционально, эквивалентная схема входа базы представляет собой просто генератор тока, шунтированный емкостями перехода база-эмиттер и база-коллектор, и поэтому в дальнейшем не анализируется. . Собственная постоянная времени базовой эквивалентной схемы малого сигнала имеет следующее значение

$\tau _{Ace}=r_{Ace}C_{Ace}\,$

где

• $r_{Ace}$ представляет собой лавинное дифференциальное сопротивление коллектор-эмиттер и, как указано выше, может быть получено дифференцированием напряжения коллектор-эмиттер $V_{CE}$ относительно тока коллектора $I_{C}$, для постоянного тока базы $I_{B}$

$r_{Ace}={\frac {\partial {V_{CE}}}{\partial {I_{C}}}}{\Bigg |}_{I_{B}=const.}$

• $C_{Ace}$ представляет собой лавинную дифференциальную емкость коллектор-эмиттер и имеет следующее выражение

$C_{Ace}=-\left({\frac {1}{r_{Ace}\omega _{\beta }}}-C_{ob}\right)$

где

$\omega _{\beta }=2\pi f_{\beta }$ - угловая частота среза текущего усиления

$C_{ob}$ - выходная емкость с общей базой

Оба параметра являются отрицательными. Это означает, что если нагрузка коллектора соответствует идеальному источнику тока , то схема неустойчива. Это теоретическое обоснование нестабильного поведения мультивибратора схемы при $V_{CC}$ напряжение превышает некоторый критический уровень.

Лавинный режим второго пробоя

Когда ток коллектора превышает предел, указанный в паспорте $I_{CMAX}$ становится важным новый механизм разрушения: второй пробой . Это явление вызвано чрезмерным нагревом некоторых точек ( горячих точек ) в области база-эмиттер биполярного транзистора , что приводит к экспоненциальному увеличению тока через эти точки: этот экспоненциальный рост тока, в свою очередь, приводит к еще большему увеличению тока. перегрев, вызывающий механизм положительной тепловой обратной связи . Анализируя $I_{C}-V_{CE}$ статической характеристики, наличие этого явления проявляется в резком падении коллекторного напряжения и соответствующем почти вертикальном подъеме коллекторного тока. В настоящее время невозможно изготовить транзистор без горячих точек и, следовательно, без второго пробоя, поскольку их наличие связано с технологией очистки кремния . Во время этого процесса но конечные количества металлов в локализованных частях пластины остаются очень : эти частицы металлов становятся глубокими центрами рекомбинации небольшие , , то есть центрами, где ток существует предпочтительным образом. Хотя это явление разрушительно для биполярных транзисторов, работающих обычным образом, его можно использовать для дальнейшего увеличения пределов тока и напряжения устройства, работающего в лавинном режиме, путем ограничения его продолжительности, а также скорости переключения устройства. отрицательно не влияет. Подробное описание схем на лавинных транзисторах, работающих во втором режиме пробоя, а также некоторые примеры можно найти в статье. Бейкер (1991) .

Численное моделирование

на лавинных транзисторах Схемы по своей сути являются большими сигнальными цепями, поэтому модели с малыми сигналами , примененные к таким цепям, могут дать только качественное описание. Для получения более точной информации о поведении зависящих от времени напряжений и токов в таких цепях необходимо использовать численный анализ . «Классический» подход, подробно изложенный в статье Дьяконова (Dyakonov) (2004б) , основанной на книге Дьяконова (Dyakonov) (1973) , заключается в рассмотрении схем как системы нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений и решении ее численным методом. общего назначения для численного моделирования реализовано с помощью программного обеспечения : результаты, полученные таким способом, достаточно точны и их легко получить. Однако эти методы основаны на использовании аналитических моделей транзисторов, лучше всего подходящих для анализа области пробоя: эти модели не обязательно подходят для описания работы устройства во всех возможных областях. Более современный подход заключается в использовании обычного симулятора аналоговых схем. SPICE вместе с усовершенствованной моделью транзисторов поддерживает моделирование лавинного пробоя, чего SPICE нет в базовой модели транзисторов . Примеры таких моделей описаны в статье Кешаварц, Рэни и Кэмпбелл (1993) и в статье Клоостерман и Де Грааф (1989) : последняя представляет собой описание модели Mextram [1] , которая в настоящее время используется в некоторых полупроводниковых отраслях для характеристики их биполярные транзисторы .

Графический метод

Графический метод исследования поведения лавинного транзистора был предложен в работах Spirito (1968) и Spirito (1971) : метод сначала был разработан для построения графика статического поведения устройства, а затем применялся также для решения задач, касающихся динамическое поведение. Метод несет в себе дух графических методов, используемых для проектирования ламповых и транзисторных схем непосредственно по характеристическим схемам, приведенным в паспортах производителей.

Приложения

Лавинные транзисторы в основном используются в качестве генераторов быстрых импульсов , имеющих время нарастания и спада менее наносекунды и высокое выходное напряжение и ток . Иногда их используют в качестве усилителей в микроволновом диапазоне частот, даже если это использование не является распространенным: когда они используются для этой цели, их называют «управляемыми лавинно-проходными триодами» ( CATT ).

Схемы переключения лавинного режима

Лавинное переключение режимов основано на лавинном умножении тока , протекающего через переход коллектор-база, в результате ударной ионизации атомов кристаллической решетки полупроводника. Лавинный пробой полупроводников нашел применение в переключающих схемах по двум основным причинам.

• он может обеспечить очень высокие скорости переключения, поскольку ток нарастает за очень короткое время, в пикосекундном диапазоне, из-за лавинного умножения.
• Он может обеспечивать очень высокие выходные токи, поскольку большие токи можно контролировать с помощью очень малых, опять же за счет лавинного умножения.

Две схемы, рассмотренные в этом разделе, представляют собой простейшие примеры схем на лавинных транзисторах для целей переключения: оба подробно описанных примера представляют собой моностабильные мультивибраторы . В литературе есть несколько более сложных схем, например в книгах Рёра (1963) и Дьяконова (Dyakonov) (1973) .

Большинство схем, использующих лавинный транзистор, активируются следующими двумя различными типами входных сигналов:

Упрощенная схема коллекторного триггера лавинного биполярного npn- транзистора, работающего от обычно используемой схемы смещения.

Упрощенная схема базового триггера лавинного биполярного npn- транзистора, работающего от обычно используемой схемы смещения.

• Входная схема запуска коллектора: входной сигнал запуска подается на коллектор через быстродействующий диод. $D_{S}$, возможно, после формирования сети формирования импульсов . Этот способ управления лавинным транзистором широко использовался в схемах первого поколения, поскольку коллекторный узел имеет высокий импеданс, а также емкость коллектора. $C_{ob}$ ведет себя достаточно линейно в режиме большого сигнала. Вследствие этого время задержки от входа до выхода очень мало и примерно не зависит от величины управляющего напряжения . Однако для этой триггерной схемы требуется диод, способный противостоять высоким обратным напряжениям и очень быстро переключаться, характеристики, которые очень трудно реализовать в одном и том же диоде , поэтому его редко можно увидеть в современных схемах на лавинных транзисторах.
• Входная схема запуска базы: входной сигнал триггера подается непосредственно на базу через быстродействующий диод. $D_{S}$, возможно, после формирования сети формирования импульсов. Этот способ управления лавинным транзистором сравнительно реже использовался в схемах первого поколения, поскольку базовый узел имеет относительно низкий импеданс и входную емкость. $C_{ib}$ который является сильно нелинейным (фактически, экспоненциальным) в режиме большого сигнала: это вызывает довольно большое, зависящее от входного напряжения, время задержки, которое подробно анализировалось в статье Spirito (1974) . Однако необходимое обратное напряжение для питающего диода гораздо ниже, чем для диодов, используемых во входных цепях коллекторного триггера, а поскольку сверхбыстродействующие диоды Шоттки легко и дешево найти, именно эта схема управления используется в большинстве современных схем на лавинных транзисторах. Это также причина, по которой диод $D_{S}$ в следующих аппликативных схемах обозначается диодом Шоттки.

Лавинный транзистор может срабатывать и при понижении напряжения на эмиттере. $V_{E}$, но такая конфигурация редко встречается в литературе и в практических схемах: в справочнике Meiling & Stary (1968) , параграф 3.2.4 «Триггерные схемы» описана одна такая конфигурация, где лавинный транзистор используется сам как часть триггерная схема сложного генератора импульсов, а в работе Дьяконова (Дьяконов) (1973 балансный дискриминатор уровней, в котором общий биполярный переходной транзистор эмиттерно связан , стр. 185) кратко описан с лавинным транзистором.

Оба лавинных генератора, описанные ниже, запускаются от базы и имеют два выхода. Поскольку используемое устройство представляет собой NPN-транзистор, $V_{out1}$ является положительным выходом, в то время как $V_{out2}$ это отрицательный выход: использование PNP-транзистора меняет полярность выходов. Описание их упрощенных вариантов, где резистор $R_{E}$ или $R_{L}$ установлен на ноль Ом (очевидно, не оба), чтобы иметь один выход, можно найти в ссылке Millman & Taub (1965) . Резистор $R_{C}$ перезаряжает конденсатор $C_{T}$ или линия передачи $\scriptstyle TL_{t_{f}}$ (т.е. компоненты хранения энергии) после коммутации. Обычно он имеет высокое сопротивление для ограничения статического тока коллектора, поэтому процесс перезарядки происходит медленно. Иногда этот резистор заменяют электронной схемой, способной быстрее заряжать компоненты накопителя энергии.

• Лавинный генератор разряда конденсатора: триггерный сигнал, подаваемый на вывод базы лавинного транзистора, вызывает лавинный пробой между выводом коллектора и эмиттера. Конденсатор $C_{T}$ начинает разряжаться током, протекающим через резисторы $R_{E}$ и $R_{L}$: напряжения на этих резисторах являются выходными напряжениями. Форма сигнала тока не является простым током RC-разряда , а имеет сложное поведение, зависящее от лавинного механизма: однако оно имеет очень быстрое время нарастания, порядка долей наносекунды. Пиковый ток зависит от размера конденсатора $C_{T}$: когда его значение превышает несколько сотен пикофарад, транзистор переходит в лавинный режим второго пробоя, а пиковые токи достигают значений в несколько ампер.
• Лавинный импульсный генератор линии передачи: триггерный сигнал, подаваемый на вывод базы лавинного транзистора, вызывает лавинный пробой между выводом коллектора и эмиттера. Быстрое время нарастания коллекторного тока создает импульс тока примерно той же амплитуды, который распространяется по линии передачи. Импульс достигает разомкнутого конца линии после характерного времени задержки. $t_{f}$ линии прошла, а затем отражается назад. Если характеристическое сопротивление линии передачи равно сопротивлениям $R_{E}$ и $R_{L}$, отраженный назад импульс достигает начала линии и останавливается. Вследствие такого поведения бегущей волны ток, протекающий через лавинный транзистор, имеет прямоугольную форму с длительностью

$t=2t_{f}\,$

В практических конструкциях регулируемый импеданс, такой как двухконтактная сеть Зобеля (или просто подстроечный конденсатор ), размещается между коллектором лавинного транзистора и землей, что дает генератору импульсов линии передачи возможность уменьшить звон и другое нежелательное поведение выходных напряжений. .

Упрощенный генератор импульсов на лавинном транзисторе разряда конденсатора.

Упрощенный генератор импульсов на лавинных транзисторах линии передачи.

Эти схемы можно превратить в нестабильные мультивибраторы , удалив их триггерные входные цепи и

1. повышение напряжения питания $V_{CC}$ до тех пор, пока не начнется релаксационное колебание , или
2. подключение базового резистора $R_{B}$ к положительному напряжению смещения базы $V_{BB}$ и, таким образом, принудительно запуская лавинный пробой и связанные с ним релаксационные колебания .

Подробный пример первой процедуры описан в публикации Holme (2006) . Также возможно реализовать бистабильные мультивибраторы с лавинным режимом , но их использование не так распространено, как другие описанные типы мультивибраторов , одна из важных причин заключается в том, что для них требуются два лавинных транзистора, один из которых работает постоянно в режиме лавинного пробоя, и это может создать серьезные проблемы. с точки зрения рассеиваемой мощности и срока службы устройства.

Практичным, легко реализуемым и недорогим применением является генерация быстро нарастающих импульсов для проверки времени нарастания оборудования.

Управляемый лавинно-проходной триод (CATT)

Усиление лавинного режима основано на лавинном умножении при переключении лавинного режима. Однако для такого режима работы необходимо, чтобы коэффициент лавинного умножения Миллера $M$ сохранять практически постоянным при больших перепадах выходного напряжения: если это условие не выполняется, то значительные амплитудные искажения в выходном сигнале возникают . Следовательно,

• лавинные транзисторы, используемые для применения в переключающих цепях, не могут быть использованы, поскольку коэффициент Миллера широко варьируется в зависимости от напряжения коллектор-эмиттер.
• по этой же причине рабочая точка устройства не может находиться в отрицательном сопротивлении области лавинного пробоя

Эти два требования подразумевают, что устройство, используемое для усиления, должно иметь физическую структуру, отличную от структуры типичного лавинного транзистора. Управляемый лавинно-транзитный триод (CATT), предназначенный для усиления микроволнового излучения , имеет довольно большую слегка легированную область между базой и коллекторной областью, что придает устройству напряжение пробоя коллектор-эмиттер. $BV_{CEO}$ достаточно высокая по сравнению с биполярными транзисторами той же геометрии. Механизм усиления тока такой же, как и в лавинном транзисторе, т.е. генерация носителей путем ударной ионизации , но имеется также эффект времени прохождения, как в IMPATT и диодах TRAPATT , где область сильного поля перемещается вдоль лавинного перехода , именно вдоль внутренняя область. Конструкция устройства и выбор точки смещения подразумевают, что

1. Коэффициент лавинного умножения Миллера M ограничен примерно 10.
2. Эффект времени прохождения сохраняет этот коэффициент почти постоянным и независимым от напряжения коллектор-эмиттер.

Теория лавинного транзистора такого типа полностью описана в статье Eshbach, Se Puan & Tantraporn (1976) , которая также показывает, что эта структура полупроводникового устройства хорошо подходит для усиления микроволновой мощности. Он может выдавать несколько ватт радиочастотной мощности на частоте в несколько гигагерц , а также имеет терминал управления — базу . Однако он не получил широкого распространения, поскольку требуется напряжение, превышающее 200 В для его правильной работы , в то время как арсенид галлия или другие составные полупроводниковые полевые транзисторы обеспечивают аналогичные характеристики, но с ними легче работать. Аналогичная структура устройства, предложенная более или менее в тот же период в статье Кэррола и Уинстенли (1974) , представляла собой IMPISTOR, представляющий собой транзистор с IMPATT переходом коллектор-база .

Схема микроволнового усилителя CATT.

См. также

• Лавинный диод

Ссылки

• Бейкер, Р. Джейкоб (1991), «Генерация импульсов высокого напряжения с использованием второго пробоя в токовом режиме в биполярном переходном транзисторе» , Обзор научных инструментов , 62 (4), Американский институт физики : 1031–1036, Бибкод : 1991RScI. ..62.1031B , doi : 10.1063/1.1142054 , заархивировано из оригинала 24 февраля 2013 г. Понятное описание схем лавинных транзисторов, работающих во второй области пробоя (доступ ограничен): однако копия с сайта автора доступна здесь .
• Эшбах, Джон Р.; Се Пуан, Ю; Тантрапорн, Вирояна (1976), «Теория нового трехвыводного микроволнового усилителя мощности», IEEE Transactions on Electron Devices , 23 (3), IEEE : 332–343, Bibcode : 1976ITED...23..332S , doi : 10.1109/t-ed.1976.18401 , S2CID   24745109 . Первая статья, описывающая принципы работы и потенциальное применение CATT (ограниченный доступ).
• Мэйлин, Вольфганг; Старый, Франц (1968), Методы наносекундных импульсов , Нью-Йорк – Лондон – Париж : издательство Gordon & Breach Science . Разделы 3.1.5 «Лавинные транзисторы», 3.2 и 3.4 «Схемы запуска, содержащие лавинные транзисторы».
• Миллман, Джейкоб; Тауб, Герберт (1965), Импульсные, цифровые и коммутационные сигналы , Нью-Йорк – Сент-Луис – Сан-Франциско – Торонто – Лондон – Сидней : McGraw-Hill Book Company . В основном разделы 6.9, 6.10, 12.10, 13,16, 13.17.
• Рёр, Уильям Д. (1963), Справочник по высокоскоростным переключающим транзисторам (3-е печатное издание), Phoenix : Motorola , Inc. Глава 9 «Переключение лавинного режима».
• Лавинный транзистор ZTX413, примечания к проекту Zetex Semiconductor 24, октябрь 1995 г.
• Спецификация лавинного транзистора ZTX413 Zetex Semiconductor, март 1994 г.
• Лавинный транзистор ZTX415. Примечание по применению Zetex Semiconductors, 8, январь 1996 г.

Библиография

• Эберс, Джей Джей ; Миллер, С.Л. (1955), «Лавинные транзисторы с легированным переходом» (PDF) , Технический журнал Bell System , 34 (5): 883–902, doi : 10.1002/j.1538-7305.1955.tb03783.x . Первая статья, анализирующая использование транзисторов с биполярным переходом в лавинной области.
• Кеннеди, ДП; О'Брайен, Р.Р. (1966), «Расчеты лавинного разрушения для плоского pn-перехода» , IBM Journal of Research and Development , 10 (3): 213–219, doi : 10.1147/rd.103.0213 . Статья, содержащая точный анализ явления лавинного пробоя в планарных pn -переходах, которые встречаются почти во всех современных транзисторах.
• Миллер, С.Л. (1955), «Лавинный пробой германия», Physical Review , 99 (4): 1234–1241, Бибкод : 1955PhRv...99.1234M , doi : 10.1103/physrev.99.1234 . Статья, в которой впервые появилась приведенная выше формула для коэффициента лавинного умножения M (доступ ограничен).
• Дьяконов (Dyakonov), Vladimir Pavlovich (1973), Лавинные транзисторы и их применение в импульсных устройствах , Советское радио (Sovetskoe Radio) ( Zipped djvu format). " Avalanche transistors and their application in pulse circuits " is a very scarce book worth a look, especially for the Russian reader: in-dept coverage of the theory of avalanche transistor, analysis of practical circuits, and a rich bibliography of 125 titles.
• Дьяконов (Dyakonov), Vladimir Pavlovich (2008), Лавинные транзисторы и тиристоры. теория и применение , Москва.СОЛОН-Пресс (Moscow. SOLON-Press), archived from the original on 2008-05-01 . " Avalanche transistors and tyristors. Theory and applications ": a recent book on the same subject.

Внешние ссылки

Теория

• Кэррол, Дж. Э.; Уинстенли, ХК (1974), «Усовершенствования транзисторов с использованием коллектора IMPATT» , Electronics Letters , 10 (24), IEEE : 516–518, Bibcode : 1974ElL....10..516W , doi : 10.1049/el:19740410 . Статья, предлагающая и описывающая IMPISTOR , полупроводниковый прибор, аналогичный CATT.
• Дьяконов (Dyakonov), Владимир Павлович (Vladimir Pavlovich) (2004a), "Анализ статических вольтамперных характеристик диодов и транзисторов с учетом лавинного пробоя (Analysis of static volt-amperometric characteristics of diodes and transistors including avalanche breakdown)" , Exponenta.ru , archived from the original on 2006-10-09 , retrieved 2006-12-09 . A paper analyzing the volt-amperometric characteristic of diodes and transistors using the computer algebra program Mathematica .
• Дьяконов (Dyakonov), Владимир Павлович (Vladimir Pavlovich) (2004b), "Расчет параметров импульсов емкостного релаксатора на лавинном транзисторе (Calculation of pulse parameters as a function of capacity in an avalanche transistor relaxation oscillator)" , Exponenta.ru , archived from the original on 2006-10-16 , retrieved 2006-12-09 . A paper about the design of an avalanche transistor relaxation oscillator using the computer algebra program Mathematica
• Гамильтон, Дуглас Дж.; Гиббонс, Джеймс Ф.; Шокли, Уолтер (1959), «Физические принципы импульсных схем на лавинных транзисторах» , IRE Solid-State Circuits Conference, Volume II , стр. 92–93, doi : 10.1109/ISSCC.1959.1157029 , S2CID   51672873 . Краткое описание основных физических принципов схем на лавинных транзисторах: поучительно и интересно, но «ограниченный доступ».
• Хуанг, Джек С.Т. (1967), «Исследование стабильности схемы переключения транзисторов в лавинной зоне», Журнал IEEE твердотельных схем , 2 (1): 10–21, Bibcode : 1967IJSSC...2...10H , дои : 10.1109/jssc.1967.1049775 . Теоретическое исследование устойчивости транзистора, смещенного в лавинной области (ограниченный доступ).
• Кешаварз, А.А.; Рэйни, CW; Кэмпбелл, округ Колумбия (1 августа 1993 г.), отчет SAND--93-0241C. Модель пробоя биполярного транзистора для использования с схемными симуляторами (PDF) , Sandia National Laboratories, доступная в Отделе научной и технической информации Министерства энергетики США . Отчет, описывающий модель транзистора, способную включать лавинные эффекты в моделирование SPICE .
• Клоостерман, WJ; Де Грааф, ХК (1989), «Лавинное умножение в модели компактного биполярного транзистора для моделирования цепей», IEEE Transactions on Electron Devices , 36 (7), IEEE : 1376–1380, Bibcode : 1989ITED...36.1376K , doi : 10.1109/16.30944 . Статья, описывающая модель Mextram SPICE с точки зрения моделирования поведения лавин. Бесплатная копия, которую можно найти на домашней странице Mextram компании NXP, см. здесь. .
• Рикельт, М.; Рейн, Х.М. (2002), «Новая транзисторная модель для моделирования эффектов лавинного пробоя в кремниевых биполярных цепях», IEEE Journal of Solid-State Circuits , 37 (9), IEEE : 1184–1197, Bibcode : 2002IJSSC...2.1184 Р , номер документа : 10.1109/JSSC.2002.801197 . Статья, описывающая модель транзистора для моделирования биполярных цепей, включая лавинные эффекты (ограниченный доступ).
• Йохен Рикс « Лавинный транзистор » (на немецком языке). Краткое описание принципов работы лавинного транзистора, часть курса « Impulsschaltungen F-Praktikum EXP 10 », июнь 1996 г., Fachschaft Physik Uni Düsseldorf.
• Спирито, Паоло (1968), «Вольт-амперные характеристики транзисторов в лавинной области», Журнал IEEE по твердотельным схемам , 3 (2): 194–195, Бибкод : 1968IJSSC...3..194S , doi : 10.1109/jssc.1968.1049869 . Статья, предлагающая графический метод построения статической характеристики лавинного транзистора (ограниченный доступ).
• Спирито, Паоло (1971), «Статическое и динамическое поведение транзисторов в лавинной области», IEEE Journal of Solid-State Circuits , 6 (2): 83–87, Bibcode : 1971IJSSC...6...83S , doi : 10.1109/jssc.1971.1049655 . Статья, продвигающая дальнейшее исследование лавинного транзистора графическим методом, предложенным в предыдущей работе (доступ ограничен).
• Спирито, Паоло (1974), «О задержке запуска лавинных транзисторов», IEEE Journal of Solid-State Circuits , 9 (5): 307–309, Bibcode : 1974IJSSC...9..307S , doi : 10.1109/jssc .1974.1050518 . Статья, анализирующая время задержки срабатывания лавинных транзисторов посредством численного анализа (ограниченный доступ).
• Спирито, Паоло; Витале, Г. Ф. (1972), «Анализ динамического поведения коммутационных схем с использованием лавинных транзисторов», Журнал IEEE Journal of Solid-State Circuits , 7 (4): 315–320, Bibcode : 1972IJSSC...7..315S , дои : 10.1109/jssc.1972.1050310 . Статья, в которой после подходящих приближений получена аналитическая модель поведения лавинного транзистора (ограниченный доступ).

Приложения

• Биддл, Уэйд; Лонобайл, Дэвид (1997), «Разработка схемы отклонения развертки с использованием компьютерного проектирования схем для многоканальной стрик-камеры OMEGA» (PDF) , LLE Review , 73 : 6–14 . Статья, описывающая генератор быстрой развертки для стрик-камеры, построенный на основе последовательно соединенных схем лавинных транзисторов.
• Чаплин, ГББ (1958), «Метод проектирования транзисторных лавинных схем с применением к чувствительному транзисторному осциллографу» , IRE Solid-State Circuits Conference, Volume I , стр. 21–23, doi : 10.1109/ISSCC.1958.1155606 . Статья, описывающая применение лавинных транзисторов в конструкции дискретного осциллографа: доступна аннотация, полная статья находится в «ограниченном доступе».
• Фулкерсон, Э. Стивен; Норман, Дуглас К.; Бут, Рекс (28 мая 1997 г.), Отчет UCRL-JC--125874 - Управление ячейками Поккельса с использованием лавинных транзисторов , Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса. . Доступно в Отделе научной и технической информации Министерства энергетики США . Отчет, описывающий конструкцию драйвера для ячеек Поккельса Q-переключателей .
• Холм, Эндрю (2006), Генератор импульсов на лавинных транзисторах , заархивировано из оригинала 6 мая 2008 года , получено 23 апреля 2008 года . Проект нестабильного мультивибратора на лавинных транзисторах, вдохновленный примечаниями Джима Уильямса к применению линейной технологии AN72 и AN94, со схемами, формами сигналов и фотографиями компоновки.
• Килпеля, Ари (2004), Методы импульсного времяпролетного лазерного дальномера для быстрых и высокоточных измерений , Acta Universitatis Ouluensis Technica , vol. 197, Университет Оулу , ISBN  978-951-42-7261-5 . Академическая диссертация представлена ​​с одобрения технологического факультета. Докторская диссертация, описывающая лазерный TOF (Time Of Flight) радар и его конструкцию с использованием генератора импульсов на лавинных транзисторах.
• Килпела, Ари; Костамоваара, Юха (1997), «Лазерный импульсный генератор для времяпролетного лазерного радара» , Обзор научных инструментов , 68 (6), Американский институт физики : 2253–2258, Бибкод : 1997RScI...68.2253K , doi : 10.1063/1.1148133 , заархивировано из оригинала 19 июля 2011 г. , получено 21 февраля 2011 г. (версия препринта здесь ). Статья, описывающая импульсный генератор на лавинном транзисторе и его использование в качестве драйвера лазера в лазерном радаре .
• Домашняя страница NXP Mextram Очень богатый репозиторий документов о Mextram модели биполярного переходного транзистора SPICE- , способной моделировать поведение лавинного пробоя .
• « Работа с импульсным лазерным диодом SPL LLxx », « Дальномер с использованием импульсных лазерных диодов » OSRAM Opto Semiconductors GmbH Application Notes, 10 сентября 2004 г. Две заметки по применению от Osram Opto Semiconductors, описывающие импульсную работу лазерного диода с использованием лавинных транзисторов и других типов драйверов.
• Пеллегрин, JL (сентябрь 1969 г.), SLAC-PUB-0669 - Повышение стабильности цепей последовательных лавинных транзисторов , Стэнфордский центр линейных ускорителей , заархивировано из оригинала 26 декабря 2004 г. Статья, описывающая метод повышения производительности блоков последовательно соединенных цепей лавинных транзисторов.
• Уильямс, Джим (2003), «Укрощение убийства» , журнал EDN (25 сентября): 57–65, заархивировано из оригинала 28 июня 2006 г. (копию в формате PDF см. здесь ). Подробный документ, описывающий конструкцию и характеристики генератора предзапусковых импульсов на лавинных транзисторах для проверки скорости нарастания очень быстрых операционных усилителей. Также опубликовано под заголовком « Проверка скорости нарастания широкополосных усилителей – Укрощение нарастания », примечание по применению AN94, Линейная технология, май 2003 г. См. также от того же автора примечание по применению линейной технологии AN47, Методика высокоскоростного усилителя ». Август 1991 г., где нестабильная схема, аналогичная описанной Холмом, подробно описана в приложении D, страницы 93–95.

Это варьируется

• Р. Джейкоба Бейкера Академическая веб-страница в Университете Невады, Лас-Вегас . Внес вклад в теорию и применение лавинных транзисторов.
• Издатель Владимир Павлович Дьяконов (на русском языке ). Некоторые биографические заметки об одном из ведущих разработчиков теории и применения лавинных транзисторов.
• Ари Килпела Академическая веб-страница в Университете Оулу . Исследователь, занимающийся теорией и применением схем на лавинных транзисторах.