쇼트키 트랜지스터
Schottky transistor | 이 글은 검증을 위해 인용구가 추가로 필요하다. – ··책 · · JSTOR(2011년 4월) (이 학습 |
쇼트키 트랜지스터는 트랜지스터와 쇼트키 다이오드를 결합한 것으로 과도한 입력 전류를 분산시켜 트랜지스터가 포화되지 않도록 방지한다. 쇼츠키 클램프 트랜지스터라고도 불린다.
메커니즘
표준 트랜지스터 트랜지스터 논리(TTL)는 트랜지스터를 포화 스위치로 사용한다. 포화 트랜지스터는 세게 켜지는데, 이는 그것이 그리고 있는 수집기 전류에 필요한 것보다 훨씬 더 많은 베이스 드라이브를 가지고 있다는 것을 의미한다. 추가 베이스 드라이브는 트랜지스터 베이스에 저장된 전하를 생성한다. 저장된 전하가 있으면 트랜지스터를 켜서 꺼야 할 때 문제가 발생한다. 전하가 있는 동안 트랜지스터가 켜진다. 트랜지스터가 꺼지기 전에 모든 전하를 제거해야 한다. 충전을 제거하면 시간(저장 시간이라고 함)이 걸리므로 포화상태의 결과는 베이스에 적용된 차단 입력과 컬렉터에서의 전압 스윙 사이의 지연이다. 저장 시간은 원래 TTL 로직 제품군에서 전파 지연의 상당 부분을 차지한다.
스위칭 트랜지스터가 포화 상태를 유지함으로써 저장 시간을 줄이고 전파 지연을 줄일 수 있다. 쇼트키 트랜지스터는 포화상태와 저장된 기저전하를 방지한다.[1] 쇼트키 트랜지스터는 트랜지스터의 베이스와 컬렉터 사이에 쇼트키 다이오드를 배치한다. 트랜지스터가 포화 상태에 가까워질 때, 쇼트키 다이오드는 집열기로의 과도한 베이스 드라이브를 전도하고 피한다. (이 포화 회피 기법은 1956년 베이커 클램프에 사용된다.) 그 결과 포화되지 않는 트랜지스터는 쇼트키 트랜지스터다. 쇼트키 TTL 로직 패밀리(S, LS 등)는 쇼트키 트랜지스터를 중요한 장소에 사용한다.
작전
전방 편향 시 쇼트키 다이오드의 전압 강하는 표준 실리콘 다이오드의 0.25V 대 0.6V보다 훨씬 적다. 표준 포화 트랜지스터에서 베이스 대 콜렉터 전압은 0.6V이다. 쇼트키 트랜지스터에서 쇼트키 다이오드는 트랜지스터가 포화 상태가 되기 전에 베이스에서 수집기로 전류를 션트한다.
트랜지스터의 베이스를 구동하는 입력 전류는 두 개의 경로를 본다. 하나는 베이스로, 다른 하나는 쇼트키 다이오드를 통해 수집기로 들어가는 경로. 트랜지스터가 전도할 때, 베이스-이미터 접합부에 걸쳐 약 0.6V가 존재할 것이다. 전형적으로 수집기 전압은 기본 전압보다 높으며, 쇼트키 다이오드는 역방향 편향된다. 입력 전류가 증가하면 수집기 전압이 기본 전압 아래로 떨어지고, 쇼트키 다이오드가 실행을 시작하여 일부 기본 드라이브 전류를 수집기로 변환한다. 트랜지스터는 수집기 포화 전압(VCE(sat))이 베이스-이미터 전압 VBE(대략 0.6V)에서 쇼트키 다이오드의 전방 전압 강하(대략 0.2V)보다 작도록 설계되어 있다. 결과적으로, 과도 입력 전류가 베이스에서 떨어져 나가고 트랜지스터는 포화 상태가 되지 않는다.
역사
1956년에 리처드 베이커는 트랜지스터가 포화되지 않도록 하기 위해 몇 개의 이산 다이오드 클램프 회로를 설명했다.[2] 이 회로들은 현재 베이커 클램프라고 알려져 있다. 그 클램프 회로 중 하나는 단일 게르마늄 다이오드를 사용하여 쇼트키 트랜지스터와 동일한 회로 구성으로 실리콘 트랜지스터를 클램프 했다.[2]: 11, 30 회로는 실리콘 다이오드의 전방 전압 강하가 실리콘 다이오드에 비해 낮은 게르마늄 다이오드에 의존했다.
1964년 제임스 R. 비아드는 쇼트키 트랜지스터에 대한 특허를 출원했다.[3] 그의 특허에서 쇼트키 다이오드는 수집기 기반 트랜지스터 접합부의 전방 바이어스를 최소화하여 트랜지스터가 포화되는 것을 방지하여 소수 캐리어 주입을 무시할 수 있는 양으로 줄였다. 다이오드는 같은 다이에도 통합할 수 있고, 콤팩트한 레이아웃, 소수 캐리어 충전 저장장치도 없으며, 기존의 접속 다이오드보다 속도가 빨랐다. 그의 특허는 또한 어떻게 쇼트키 트랜지스터를 DTL 회로에 사용할 수 있는지 그리고 쇼트키-TTTL과 같은 포화 논리 설계의 전환 속도를 낮은 비용으로 개선할 수 있는지를 보여주었다.
참고 항목
참조
- ^ Deboo, Gordon J.; Burrous, Clifford No (1971), Integrated Circuits and Semiconductor Devices: Theory and Application, McGraw-Hill
- ^ a b Baker, R. H. (1956), "Maximum Efficiency Switching Circuits", MIT Lincoln Laboratory Report TR-110
- ^ 1964년 12월 31일 발행된 미국 3463975, Biard, James R, "장벽 다이오드를 활용한 단일 반도체 고속 전환 장치"는 1969년 8월 26일 발행되었다.
