Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы (1988) (1095417), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Максимально допустимая мощность рассеяния достигает при этом аиачения Рк<млх> = )50 'С/40 'С/Вт =* = 3,75 Вт. ЗАДАЧИ Варакторный эпитзксиальный р'лл'-диод (задачи 2.! — 2,14) 2.1. Может лн одни и тот же варакторный диод служить для настройки во всем ОВЧ-диапазоне телевещания, если учесть, что зтот диапазон содер. жит частоты от 54 до 88 МГц (каналы 2 — 6) и от 174 до 216 МГц (каналы 7 — 13), а ширина каждого канала 6,0 МГц) Принять, что минимально воз. ножное обратное смещение составляет 3,0 В, а максимальное напряжение питания схемы 30 В. Пояснить ответ. 2.2. Может ли одни варакторный диод служить для настройки но всем ОВЧ- диапазоне телевещания (каналы 2 — 13), если в схеме предусл<отрена возможность переключения индуктивности между ббльшим значением йт и меньшим (.е ((и используется дли нижней полосы частот, т.
е. для кана. лов 2 — 6, а (ч длн верхней полосы, т. е. для каналов 7 — 13)> Пояснить ответ. 2.3. Найти, какими должны быть минималыюе н максимальное значения емко. сти, если используется описанный выше метод переключения индуктив. ности, причем схеьт содержит постоянную емкость 4,0 пФ. (Ответ: Сг <мпн> — — 34,62 пФ (полное обеднение эпнтаксиального слоя), Сг з<лх>= = Сг ( — 3 В) = 98,56 пФ.) 2.4, Найти, какой должна быть площадь перехода, если концентрапия прнмеси в эпитаксиальном слое равна >Нар> = ! >оы см-з (удельное сопротивление 5 Ом см).
(Ответ; А = 2,10 ммз.) 2.5. Найти, какой должна быть толщина эпнтаксиального слоя, если глубина перехода равна и> = 2,0 мкм. (Ответ< (еш = 8,33 мкм.) 2 6, Найти максимальное последовательное сойротивление >>з(3 В). (Отиет: >Ь (3 В) = 0,105 Ом). 2.7. Найти минимальное значение <7 (т.
е. аначенве <7 прп напряжении 3 В на частоте !74 МГц). (Ответ: (> = 88,4.) 2 8, Каким должно быть значение <7 нз частоте 174 МГц, чтобы получить ширину полосы 6 МГц> Удовлетворяет ли этому требованию найденное зна. чение добротности варзктора? (Ответ: <7 = 29; удовлетворяет.) Как изменится все указанные ниже значения параметров, если вдвое увеличить площадь перехода: а) Сг <млх>(ответ; 2: !); б) Сг зп (ответ: 2: 1); в) коэффициент модуляц>ш емкости (ответ: не изменится); г) последовательное сопротивление >7а (ответ: 1: 2); д) Я (ответ: ве изменится); 156 Глана 2 е) Отношение максимальной н минимальной полной емкости (ответ, 2,746: 2,656); ж) коэффициент перестройки ) л Д~!м (ответ: 1,657: 1,630), 2.10.
Какими будут последовательное сопротивление и добротность при напра. женин 3 В на частоте 174 МГц, если нмссто эпнтакснальной пластпнь, и!и« использовать неэпитаксиальную пластину и-типа с удельным сопро. тнвленаем 5 Ом см? Будет ли при этом добротность достаточно высокой? (Ответ: 1«д= 7,1 Ом, О ( — 3 В, 175 МГц) = 1,30; нет.) 2.11, Обладает лн эпнтакснальный диод с комплементарной п+рр'-структурон какими-либо преимушествами по сравнению с р+пп+-диодом? Пояснять ответ.
Кан будут отличаться добротности этих двух структур при одних и тех же размерах и одинаковой концентрации примеси? (Ответ: не обла. дает; значение () камплементарной структуры в 2,5 раза ниже,) 2,!2, Может лн один и тот же варакторный диод служить для настройка во всем УВЧ-диапазоне телевещания, охватыва!ошам частоты от 470 до 890 МГц (каналы 14 — 83), если минимально возможное напряжение обратвого сме. щения составляет 3,0 В, а максимальное напряжение питания в схеме 30 В? (Ответ: нет.) 2.13, Каким должно быть мвнвмальное напряжение смен!ения на диоде, чтобы он мог служить лля настройки во всем УВЧ-диапазоне телевещания? (Ответ; Рп ом!ы,! — — 1,6 В.) 2,14.
Емкость перехода варакторного диода зависит от температуры. Темпера. турный коэффициент емкости люжет быть выражен как ТКЕ = (1!С«) (г(Сз'г(Т). Тнпнчное значение ТКЕ = 4 10-",С = 0,04 ейе!«С. а) Каков соотвегствующий температурный коэффнпиент частоты (ТКЧ) резонансного контура? (Ответ: ТКЧ вЂ” — (17() («(7)'«(Т) = 2 10-«l'С = 0 02 а««1'С ) б) Может ли этот температурный уход частоты нарушить работу схемы настройки УВЧ-диапазона, в частности для канала 83 (890 МГц), кот.
рый можно рассматривать как «худший случай«? (Ответ: Л) = = 0,18 й)Гц("С, илн всего 3 «о "С для ширины канала 6 МГц; таним образом, изменение температуры на несколько 'С не должно иметь серьезньп последствий, однаяо более значительные изменения темпе ратуры могут нарушать настройку.) в) Отнетнть на вопрос пункта (б! для случая схемы ЧМ-настройки (88— 108 МГц) с шириной полосы ЧМ-канала 200 кГц. (Отвез: Л) = 22 кГцl'С, нли — !1 е«з ширины канала на ! 'С; таким образолц при изменений температуры всего на несколько градусов настройка может серьезно нарушиться, если не предусмотреть компенсации ухода частоты.) 2.15. 7?ереключательный р!и-диод.
Дано: планарный эпитаксиальный переключательный диод ОВЧ-диапазона с р«пп+ (р(п)-структурой (рис. 32,!5), Емкость корпуса 0,05 пФ. а) Найти мивимальную емкость днода. (Ответ: 0,162 пФ.) б) Найти вклад базового (эпитакскального) слоя в последовательное со. протпвленне при очень малых прямых токах (ответ; )?з яв 936 Ом). в) Найти вклад подложки в последовательное сопротивление (ответ: 0,35 Ол«). г) При прямом смещении происходит инжекция дырок из р+-областн в слаболегированный эпитакснальный п-слой, что приводит к притоку в этот слой дополнительного числа электронов из п«.подложи!к При ток электронов вызван необходимостью нейтралязацин зарида дырок, проходящих через эпитаксиальный слой, т. е.
через базу. Поступление избыточных электровоз н дырок в базовую область приводит к позы' шению проводимости и, следовательно, к снижению последовательного сопротивления базы. Этот эффект называется модуляцией лроноднз«осшн. Ииимгральнмг схемы Ниже приводится выражение для сопротивления базы, учитывающее аффект модулиции проводимости: У Пгз(!+а) )?ьаье ! (1 + Ь) !и ( 1 + у ) з где Ь = р„'рр — отношение подвижностей электронов н дырок (для кремния оно равно 2,5), Р, — немодулнрованное сопротивление базы фьам при ! = О). При Ь = 2,5 и Уг = 26 мВ (при 27 'С), найти сопротивление базы прн следующих значениих прямого тока; 100 иА, 1,0 мкА, 10 мкА, 100 мкА, 1 мА, 10 мА, 30 мЛ, 50 мА, 100 мА н 200 люА. (Ответ: 926, 878, 604, 194, 36, 5,3, 2,04, 1,30, 0,70, 0,376 Ом.) Лгмлзг Рис, 32,15.
д) Суммарное динамическое сопротивление диода при прямом смещении определяется выражением га ° Ут?7 + )?в * пУг?? + Йьаы+ )?заь Найти динамическое сопротивление диода для значений тока, указанных в пункте (г), при п = 1,6. (Ответ: 417 кОм, 42,5 кОм, 4,76 кОм, 610 Ом, ?8 Ом, 9,75 Ом, 3,72 Ом, 2,42 Ом, 1,41 Ом, 0,88 Ом.) е) Найти обратное смещение, при котором происходит полное обеднение базовой области н емкость перехода достигает минимального значения, Контактный потенциал принять равным 0,8 В (ответ: 10,3 В).
ж) Какой впд будет иметь выражение для А'вазе в случае переключатель- ного дпода с комплемептарной структурой (т. е. со структурой ларрь) и с такими же, как прежде,геометрическими размерами н значениями удельного сопротивления слоев? Рассчитать )?ьам н га для и+рр+-диода при прямом токе 100 мА. Найти обратное смещение, необходимое для полного обеднения базовой области. (Ответ: )?вате = 1,58 Ом, га = = 2,35 Ои, Уп = 31,7 В.) З) рьЛГН.днпд СЛужИт ПОСЛЕдсзатЕЛЬНЫМ ПЕрЕКЛЮЧатЕЛЕМ В 50-ОМ Снетсив (50.0м источник, 50-Ом нагрузка) на частоте 100 МГц.
Найти раз. вязку (в дБ) прн обратном смещении 15 В и вносимые потери (в дБ) при прямом тоне диода 50 мЛ. (Ответ: 39,85 дБ, 0,208 дБ.) и) Выполнить задание пункта (з) для случая, когда р(п-диод служит параллельным переключателем. (Ответ: 21,1 дБ, 0 дБ.) и) Выполнить задание пункта (а) для случая последовательно-параллельного переключателя, когда один р?п-диод включен последова тельно, а другой — параллельно. (Ответ; 66,6 дБ, 0,21 дБ.) 158 Глава 2 2,16, МОП-транзистор с коротким каналом.
В МОП-транзисторе с коротки каналом напряженность электрического поля, создаваемого в канале напряжением исток †ст, настолько велика, что носители зарнда дви. гкутся со скоростями дрейФа, близкими к скорости насыщения ига!, Сум. ьзарный подвижный заряд в канале равен Ось = Сах (Уаз — Узьг). где С„„ — емкость затвор †кан, У,ь, — пороговое напряжение. Ток всток— сток равен /аз = ОсвПз„ где /!„ — время пролета вежд) гстоком и стоком, которое приближенно определяется как /!, = ь/с,а~ !Г. — длина каиюза).
а) Показать, что ток / определяется выражением /р — — й . (У вЂ” У ПЗ /В ал гвг]з где л/г = (еох гох', (Ус,а! и Иг — шиРина канала. б) В МО11-транзисторе с коротким каналом толщина подзатворного окисла /а = 100 нч. Найти р на ! см ширины канала. Прн расчете исподь. зовать е, ох= 3,8 в сза! = 1 ° 10' см/с дли электронов в л-канале.(Ответ: 33,6 См/см.) в) МОП-транзистор с У.образнымн канавками размещен на кристалле размерам ! мм Х 1 мм. Канавки расположены с шагом 40 мкм. Найти д з транзистора при указанных выше значениях параметров, (Ответ: 168 См.) г) Транзистор, упомни)тый в пункте (в), имеет пороговое напряжение +2,0 В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
