Шишкин Г.Г., Шишкин А.Г. - Электроника (1006496), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Они имеют структуру, подобную ДР, но глубинаимплантированного р-слоя составляет0,2 ... 0,3 мкм,тельно меньше глубины базового слоя.что значиИонная имплантацияобеспечивает любую малую концентрацию примеси в слое. Перечисленные факторы позволяют формировать номиналы сопротивлений в сотни килоом, с ТКС ~тивлений меньше3 ... 5% /0С и разбросом сопро±(5 ...
10)%.Характерной особенностью любого интегрального резистораявляется наличие у него паразитной емкости относительно подложки или изолирующего кармана. Совокупность резистора ипаразитной емкости формирует собой распределенную RС-линию. Однако обычно пользуются П-образными и Т-образнымиэквивалентными схемами с сосредоточенными, а не распределенными постоянными. В простейшем случае эквивалентнаясхема может выродиться в простую RС-цепочку с постояннойвремени't = (l/2)RC, где С - усредненная емкость р-п-перехо't соответствует граничная частота f гр =да; постоянной времени=l/(21t't)=l/(1tRC). Следовательно, полупроводниковый резистор ИС представляет собой активное сопротивление до частот,заметно меньших fгр• а приf >fгр его сопротивление являетсякомплексным, что может сильно сказаться на работе ИС.
В ИС сдиэлектрической изоляцией постоянная времени обычно в несколько раз меньше.Интегральные полупроводниковые конденсаторы. В конденсаторах полупроводниковых ИС в качестве диэлектрика выступает обедненный слой обратносмещенного р-п-перехода, а вроли обкладок-высоколегированные полупроводниковые области или напыленные металлические пленки. Можно выделить три типа конденсаторов ИС: диффузионные, МДП и тонкопленочные МДМ.Для формирования диффузионных конденсаторов (ДК) используются барьерные емкости обратносмещенныхр-п-переходов, гдехотя бы один из слоев является диффузионным (откуда и название диффузионные). Эмиттерный переход в интегральном биполярном транзисторе обладает наибольшей удельной емкостью(на единицу площади), но малым напряжением и низкой добротностью.
Поэтому наиболее часто применяется коллекторный пе-Глава7.Активные и пассивные элементы интегральных схем227реход, который в Целом формирует конденсаторы с лучшими параметрами. Поскольку емкость ДК зависит от напряжения, тоони имеют нелинейную ВФХ. Такие конденсаторы находят применение в параметрических усилите,лях, умножителях частотыи т. д.
Если на переход подать постоянное смещение, величинакоторого больше амплитуды переменного сигнала, то емкостьперехода Сбар будет постоянной. Такие конденсаторы пропускают переменные сигналы без искажения. Возможность изменения Сбар с изменением напряжения позволяет использовать ДК вкачестве управляемой емкости.моп-конденсатор принципиально отличается ОТ дк. Обычнопри его создании .над эмиттерным п+-слоем (нижняя обкладка) выращивается слой тонкого окисла (~0,1мкм).
На этотслой напыляется алюминиевая верхняя обкладка конденсатора. Важным пре~,:муществом МОП -конденсатора по сравнению сДК является возможность его работы при любой полярности напряжения, как и для обычного конденсатора. Емкость МОП конденсатора, как и ДК, зависит от напряжения на обкладках,поскольку эта емкость представляет последовательное соединение емкости диэлектрика и емкости обедненного слоя, которыйобразуется в приповерхностной области полупроводника илипоявляется при отрицательном напряжении на Аl-пленке.
Еслиприповерхностная область обогащена электронами, что наблюдаетсяпринулевыхиположительныхнапряжениях,тоемкость конденсатора определяется диэлектриком и имеет максимальное значение. Влияние обедненного слоя будет меньше прибольшой концентрациипримеси полупроводника,когда емкость обедненного слоя будет максимальной. Именно поэтому вкачестве второго электрода используется обогащенный эмиттерный п+ -слой.Тонкопленочные МДМ-конденсаторы как элементы совмещенных ИС в качестве металлических обкладок используют алюминий или тантал.
В роли диэлектриков выступают окислы этихметаллов, в первом случае-А1 2 0 3 , а во втором-Та 2 0 5 • Диэлектрическая постоянная танталового окисла на порядок выше, чем у А1 2 0 3 и других диэлектриков. Однако танталовые:конденсаторы работают только на низких частотах.
МДМ-конденсаторы, так же как МОП-конденсаторы, работают при любой полярности приложенного напряжения.8'228Раздел2.ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ-®-------11 Контрольныевопросы1-I--------1. Каковы особенности ИС как электронных приборов? Классификация ИС.2.Основные технологические приемы, используемые при изготовлении ИС. Разновидности ИС и их особенности.3.Виды изоляции полупроводниковых ИС, достоинства и недостатки.4. Биполярные п-р-п-транзисторы ИС: структуры, особенности, свойства, эквивалентные схемы, параметры и разновидности.5.Биполярные р-п-р-транзисторы ИС:структуры,особенности, свойства, эквивалентные схемы, параметры и разновидности.6.Интегральные диоды, диодное включение транзисторов ИС,параметры диодов.7.Полевые транзисторы ИС: структуры, свойства, параметры,особенности.8.
Пассивные элементы ИС: структуры, особенности, параметры.Глава ВАНАЛОГОВЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ8.1. Общие сведения. Терминыи определенияВсе существующие электронные схемы условно можно разделить на2 класса:цифровые и аналоговые.Аналоrовый сиrнал представляет собой непрерывно изменяющуюся во времени электрическую величину (обычно ток илинапряжение), которая лежит в допустимом информативном интервале значений в любой момент времени, т. е.
выходная величина и входная связаны друг с другом функциональной зависимостью Ивых=f(Uвx)[6,34].Цифровой сиrнал обычно характеризуется двумя устойчивымизначениями (максимальным и минимальным), при этом пере-Глава8.Аналоговые интегральные схемы229ход от одного значения к другому происходит в течение короткого временного интервала[6,34].В основе аналоговых схем лежат простейшие усилительныеступени и касн,ады, а основу цифровых схем составляют простейшие транзисторные ключи.На базе усилительных каскадов строятся сложные многокаскадные усилители, стабилизаторы напряжения и тока, модуляторы и детекторы, генераторы непрерывных во времени сигналов и другие схемы.При работе любой аналоговой схемы наблюдается отклонение (разброс) выходных сигналов ивых<t) в некотором диапазоне, т. е.
Ивых(t)= U(t) ±ЛИ(t). Источником отклонения ЛИ(t)может быть температурный и временной дрейф параметров элементов схемы, шумы, технологический разброс параметров и т. д.Сложность получения высокой точности воспроизведения характеристик элементов при хорошей их стабильности и минимальных шумах .явилась причиной отставания развития аналоговых схем по сравнению с цифровыми ИС на первых этапахстановления микроэлектроники. Однако в настоящее врем.я этоотставание ликвидированоианалоговыемикросхемыиспользуют в качестве основной элементной базы большинства аналоговых устройств.
Это позволило существенно уменьшить габаритные размеры и массу этих устройств, а также потребляемуюмощность и повысить точность обработки аналоговой информации. Последнее достоинство обусловлено тем, что в ИС на однойподложке сформирована совокупность элементов с взаимосогласованными характеристиками (принцип взаимного согласования цепей) и однотипные элементы имеют одинаковые параметры и взаимную компенсацию нестабильности параметров во всехдиапазонах внешних допустимых воздействий.Аналоговые ИС можно разделить на универсальные и специализированные. К универсальным аналоговым ИС относятся матрицы согласованных резисторов, диоды и транзисторы, а также интегральные операционные усилители (ОУ).Специализированные аналоговые микросхемы выполняютнекоторую определенную функцию, как то: перемножение аналоговых сигналов, фильтрацию, компрессию и т.
д.Аналогово-цифровые преобразователи (АЦП) и цифроаналоговыепреобразователи (ЦАП)трансформируютаналоговуюинформа -цию в цифровую и наоборот. АЦП в основном преобразуют на-Раздел2302.ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫпряжение в цифровой код. Из ЦАП наибольшее распространение получили преобразователи кода в напряжение и кода в ток.Интегральные СВЧ-микросхемы имеют функциональную, схемотехническую и конструктивно-технологическую специфику.Их развитие стимулируется потребностями радиолокации, телевидения, авиакосмической техники и т.
д., требующими массового выпуска малошумящих усилителей для приемных тректов, преобразователей частоты, переключателей СВЧ-сигналов,генераторов, усилителей мощности и т. д.Интегральным схемам по сравнению с дискретными свойственны отличительные особенности, обусловленные спецификойих технологии. К особенностям аналоговых ИС можно отнестиотмеченный ранее принцип взаимного согласования цепей ипринцип схемотехнической избыточности, заключающийся впреднамеренном усложнении схемы с целью улучшения ее качества, минимизации площади кристалла и повышения технологичности. В качестве примера можно привести тот факт, чтов аналоговых ИС вместо конденсатора, занимающего большуюплощадь,используют сложные структуры с непосредственными связями.8.2.Источники стабильного тока, напряженияи опорного напряжения8.2.1.Источник стабильного тока.Под источником стабильного тока в данном случае понимается источник, который обеспечивает ток в нагрузке, не зависящий от падения напряжения на ней.
Такое определение позволяет дать термину расширенное толкование как источника, который вырабатываетизменяющийсявовремени(переменный)ток,величинакоторого, например, остается постоянной в течение определенныхотрезков времени, или переменный ток с неизменной амплитудой.Для получения тока со стабильным значением в источникахприменяют либо биполярные транзисторы (БТ) в схеме с ОБ, работающие в активном режиме, либо полевые транзисторы (ПТ),использующие пологую часть выходной БАХ. В обоих случаяхдиапазон допустимых напряжений И на нагрузке огран:И:чен потенциалом базы для БТ или потенциалом затвора для ПТ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
