Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

1- Распределение мышьяка в эмиттерной области после диффузии;

2- Распределение бора в базовой области после диффукзии;

3- Концентрация примеси в коллекторе

Рисунок 1-Профиль распределения примесей в эмиттере и базе

Рисунок 2- Суммарное распределение примесей эмиттера и базы

2 Расчет слоевых сопротивлений биполярного транзистора

Слоевые сопротивления для базовой и эмиттерной областей рассчитываем по следующей формуле:

, (9)

где q = 1.6ּ10 ^-19 Кл – заряд электрона;

N(x,t) – распределение примеси в данной области транзисторной структуры;

μ(N(x,t)) – зависимость подвижности от концентрации примеси.

Зависимость подвижности от концентрации примеси определяется по формулам:

(10)

(11)

Таким образом, слоевое сопротивление эмиттера рассчитываем по формуле:

, (12)

где N_ЭМ(x,t) – распределение примеси в эмиттере рассчитанное по формуле 5.

Теперь произведём расчёт слоевого сопротивления базы по формуле:

, (13)

где N_БАЗ(x,t) – распределение бора в базовой области рассчитанное по формуле 1.

Для расчёта слоевых сопротивлений воспользуемся пакетом программ Mathcad 5.0 Plus, в результате расчёта получили следующие значения слоевых сопротивлений:

= 7.16 Ом/кв;

= 795 Ом/кв.

Произведём также расчёт слоевых сопротивлений для двух крайних значений, определённых с точностью поддержания температур при легировании области эмиттера Т=±1,5°С. В результате расчётов получим следующие значения слоевых сопротивлений:

при Т = 1101,5°С = 6.07 Ом/кв.

при Т = 1098,5°С = 7.37 Ом/кв.

Затем с помощью программы Biptran рассчитаем параметры моделей транзисторов при номинальной температуре и для двух крайних значений, определённых с точностью поддержания температур при легировании области эмиттера Т=±1,5°С.

В результате расчётов получаем следующие модели транзисторов (см. Приложение ).

3 Расчет основных параметров инвертора

Схема инвертора представлена на рисунке 3.

Рисунок 3-Схема инвертора

В данной курсовой работе необходимо определить следующие параметры инвертора:

• напряжение логических уровней;

• пороговое напряжение;

• времена задержки;

• помехоустойчивость схемы;

• среднюю потребляемую мощность.

Прежде чем приступить к расчету основных параметров инвертора, учтем влияние технологического процесса на номиналы резисторов. В данной работе мы будем выполнять высокоомные резисторы на основе базового слоя, а низкоомные на основе эмиттерного слоя, то естественно, что изменение температуры будет сказываться на номиналах резисторов.

Это связано с тем, как было описано выше, слоевое сопротивление изменяется с изменением температуры. Учитывая все выше сказанное и выражение:

,

где: l,b – геометрические размеры резисторов.

Тогда:

,

где: R^’ – сопротивление с учетом температуры.

Таблица 4 – Сопротивления резисторов при различных температурах

R, Ом	Т=1100 0С	Т=1101,5 0С	Т=1098,5 0С
R1	20ּ103	19.8ּ103	20.20ּ103
R2	1.5ּ103	1.48ּ103	1.51ּ103
R3	8ּ103	7.98ּ103	8.08ּ103
R4	120	101.7	123.52
R5	3ּ103	2.97ּ103	3.03ּ103

При сравнении номиналов резисторов можно сделать вывод, что при увеличении температуры номиналы резисторов уменьшаются, а при уменбшении-увеличиваются.

Напряжение логических уровней определяем по передаточной характеристики ТТЛШ – инвентора, построенной при помощи пакета программ Pspice, которая представленаа в Приложении .

Напряжения логических нулей равны:

U° =B;

U' =B.

Для того, чтобы найти пороговое напряжения необходимо продифференцировать , тогда в соответствии с Приложением :

U°пор = 0.5B,

U'пор = 1.73B.

Зная напряжения логических уровней и пороговые напряжения, можно определить помехоустойчивость схемы:

Uпом = min(U⁰пом,U¹пом)

U⁰пом = U⁰пор – U⁰

U¹пом = U¹ – U¹пор

U⁰пом = В

U¹пом

Uпом = В

Время задержки легко определить, сравнением входного и выходного импульсов (Приложение ) = В

Средняя потребляемая мощность определяется из графика в Приложении 10:

Таким образом, получим потребляемую мощность:

При расчёте выяснилось что у схемы маленькая помехоустойчивость. В связи с этим рекомендуется уменьшить сопротивление коллекторов у выходных транзисторов схемы (Q4 и Q5).

Это приведёт к уменьшению напряжения логического нуля, что в свою очередь приведёт к повышению помехоустойчивости схемы.

Заключение

В ходе данной работы было произведено сквозное проектирование ТТЛШ – инвертора. В результате были рассчитаны параметры биполярного транзистора. Профили распределения примесей в биполярной структуре представлены на графиках в Приложениях 1,2,3, а модели транзисторов в Приложении 6.

Кроме того мы рассчитали такие параметры ТТЛШ – инвертора, как напряжение логических уровней, пороговые напряжения, помехоустойчивость схемы, время задержки, среднюю потребляемую мощность. Результаты расчётов представлены в пункте 3 и приложениях 7,8,9,10. Полученные результаты удовлетворяют требованиям ТТЛШ – микросхем.

Расчёты представленные в этой работе являются приближёнными, так как для более точных расчётов необходимы более мощные средства автоматического проектирования.

В ходе работы мы пренебрегли процессами сегрегации примеси при окислении, а также зависимостью коэффициента диффузии от концентрации.

В результате работы мы получим математическую модель технологического процесса ТТЛШ –инвертора.

Список используемой литературы

1 Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов.- Москва.: Высшая школа, 1974. – 400с.: ил.

2 Черняев В.Н. Физико-химические процессы в технологии РЭА: Учебное пособие для вузов.- Москва.: Высшая школа, 1982. 224 с.: ил.

3 Матсон Э.А. Крыжановский Д.В. Справочное пособие по конструированию микросхем. –Мн.: Высшая школа, 1983. –271 с.: ил.

4 Коледов Л.А. Конструирование и технология микросхем. курсовое проектирование: Учебное пособие для вузов.- Москва.: Высшая школа, 1984. –231с.: ил.

Характеристики

Список файлов реферата