promel (967628), страница 22
Текст из файла (страница 22)
При соответствующем включении МДП-транзистор может бь использован и как пассивный элемент — резистор. Это позволя создавать микросхемы только на основе МДП-структур. Тех логия изготовления МДП-мнкросхем существенно проще техно гии изготовления биполярных микросхем. Полупроводниковые микросхемы изготовляют групповым м. дом, прн котором за один технологический цикл одновременно по чают несколько тысяч микросхем.
Исходной является кремниев пластина диаметром 30 — 50 мм и толщиной 0,2 — 0,3 мм. Пласти представляет собой основу 300 — 500 микросхем, причем одноврем ' но обрабатывается партия до сотни пластин. Площадь одной микр схемы определяется единицами квадратных миллиметров (или д долями единицы) с числом активных и пассивных элементов, сост ляющих десятки, сотни и тысячи штук.
Размеры участков криста ла, занимаемых каждым элементом, измеряются микрометрами, Со динение элементов в микросхемах производят частично в объе кристалла, а частично — металлизацией на поверхности. Электрическая изоляция элементов в МДП-микросхемах осущ.
вляется межэлементными областями исходного полупроводни (рис. 1.48, а). Для изоляции элементов в биполярных микросхем наи ибольшее пРименение полУчило создание вокРУг каждого элемента о ра братиосмещенного р-и-перехода (рис. 1.48, б) и размещение элементов и внутри охватывающих слоев диэлектрика (рис. 1.48, в). Обратное , щенке р-п-переходов, расположенных между двумя соседними эле„,итами (рис, 1.48, ), создается подачей на подложку р-типа самого „„экого отрицательного потенциала. Слой диэлектрика (рис. 1.48, в) Э Каоптг Э К З|пз Э ЕК Э ЕК ЮО Э ЕК Э ЕК л в и и еу а1 Рнс 1 48.
Выполнение тРанзистоРных стРУктУР а МДП-микРосхемах (и), н биполярных микросхемах с изолирующими р-и-переходами (б) и с изоляцией дазлсктриком (з) представляет собой пленку двуокиси кремния, получаемую в процессе изготовления микросхемы. Процесс изготовления микросхем базируется на планарной и плаиарно-эпитаксиальной технологии. Полупроводниковые слои создаются способами локальной диффузии и эпитакснального наращиваиии, Важнейшими этапами получейия слоев требуемой конфигурации являются создание защитных слоев из двуокиси кремния и их прецизионное фотолитографическое локальное травление. В связи с этим термическое окисление кремния и методы фотолитографии входят в число основных операций в производстве полупроводниковых микросхем. В гибридных интегральных микросхемах иа керамической подложке методом последовательного нанесения пленок получают пассивные элементы (резисторы, конденсаторы, иидуктивности, соединительные проводники).
Лктивные элементы (транзисторы), а также диоды в микроминиатюрном бескорпусном исполнении призленяют в качестве навесных элементов. Использование дискретных элементов объясняется отсутствием в настоящее время отработанной технологии получения пленочных транзисторов и диодов. Микросхемы с толщиной пленки менее 1 мкм относят к тонкопле"очным, а более ! мкм — к толстопленочным.
Т о и к и е п л е н к и, из которых создают пассивные э.тементы, п~лучают методом осаждения в вакууме через трафареты. В основу ехнологии положены испарение материала путем его нагрева до соответствующей температуры и последующая конденсация материала пз г газовой фазы на более холодную подложку. ми И~~одным материалом при производстве т о л с т о п л е н о ч н ы х нпя к Р о с х е м являются различные проводящие пасты для созда- '" проводников, контактных площадок, обкладок конденсаторов, индуктивностей н резисторов, а также диэлектрические пасты для и лучения диэлектриков конденсаторов.
Пасты наносят на керамнч скую подложку через трафареты с последующим вжнганием, В совмещенных интегральных микросх м а х активные элементы создают по планарпой или планарно-эп таксиальной технологии в объеме полупроводника, а пассивные эл менты получают методами пленочной технологии. Интегральные микросхемы предназначены для решения сам разнообразных задач, В соответствии с функциональным назнач нием интегральные микросхемы подразделяют на логические элеме' ты, усилители, генераторы и т. д. В общем виде нх можно раздели на два больших класса: цифровые и аналоговые ~л н е й н ы е ) м и к р о с х е м ы (подробнее см.
гл. 2, 3). ГЛАВА ВТОРАЯ УСИЛ ИТВЛИ й 2Д. ОБШИЕ СВЕДЕНИЯ у си л и т ел ем называют устройство, предназначенное для увеличения параметров электрического сигнала (напряжения, тока, мощности). Усилитель (рис. 2.!) имеет входную цепь, к которой подключается усиливаемый сигнал, и выходную цепь, с которой выходной сигнал снимается и подается в нагрузку.
1 вх 1 авх Основными параметрами усилителя являются коэффициент чсиле- ах ,// внх иия по напряжению Ко= = (1в„,!(1„, коэффициент у силепи я по току Кт = 1„„//„и коэффициент усиления по Рас. 2!. Копределению К Рввхх Оввххтвв1х паРамстроа усилителя мощности Ке Р,х Овх1вх йля усилителя возможны различные значения коэффициентов Усиления Ко, Кн Кр, но принципиально то, что ков4цтициент усиления по мои(ности К, больше (обычно сии(ественно больше) единицы. Из этого следует обязательное условие, согласно которому больше единицы будет также один из двух других коэффициентов усиления (Ко или Кт ) или все три коэффициента, что часто и имеет место на практике. При Ко < 1 и К, ( 1 устройство потеряло бы смысл как Усилитель. Коэ1рфициенты УсилениЯ Ко, Кн Ке ЯвлЯютсЯ взаимосвЯзанными "араметрами.
Вместе с тем при расчете или выборе усилителя для конкретного случая применения предпочтение может отдаваться одному из указанных параметров. Это зависит от того, какой параметр сигнала на выходе усилителя (напряжение, ток или мощность) является о"Ределяющим. Наиболее часто им служит напряжение выходного си'нала. По этой причине в справочниках по усилителям, как прави. ло Указывается параметр Ки. 81 Коэффициенты усиления Ко, Ки Кр следует считать основнь из большого числа параметров, характеризующих усилитель и за сящих от его назначения. Другие параметры рассматриваются да по ходу изложения материала. Класси4икация усилителей Все усилители можно подразделить на два класса — с линейи и нелинейным режимами работы.
Куаилителям с линейным режимом ра т ы (или усилителям мгновенных значений) предъявляется требо. ние получения выходного сигнала, близкого по форме к входно Иекажения формы сигнала, вносимые усилителем, должны быть нимальными, Это достигается благодаря пропорциональной перед усилителем мгновенных значений напряжения (тока), составляющ во времени входной сигнал, Коэффициенты усиления здесь рассчит вают по амплитудным или действующим значениям (в случае сину идального сигнала) напряжения и тока.
Важнейшим показателем усилителей с линейным режимом ра является ам п л и туд но- частот н ая х а р ак те р и ст к а (АЧХ), отражающая зависимость модуля коэффициента уси ния Ко, определенного для синусоидального входного сигнала, ' частоты. В зависимости от вида АЧХ усилители с линейным режим работы подразделяют (рис. 2.2) на усилители медленно измрнакице сигнала (усилители постоянного тока — УПТ), усилители звуко частот (УЗЧ), усилители высокой частоты (УВЧ), широкополосн усилители (ШПУ) и узкополосные усилители (УПУ). Характерная особенность УПТ вЂ” способность усиливать сиг лы с нижней частотой, приближающейся к нулю ()и - О). Верхи ер гв Г еи евг ев ев р г г Рис.
2.2. Классификации усилителей гр 10г )0г Гц. УЗЧ характеризуется частотным диапазоном от ,в герц (~„) до 15 — 20 кГц Ц„). УВЧ имеют полосу пропускания десн „ков килогерц до десятков й сотен мегагерц. ШПУ имеют нижнюю г раницу частоты примерно такую же, как УЗЧ, и верхнюю— УВЧ На основе ШПУ выполняются линейные импульсные усиликак тели. УПУ характеризуются пропусканием узкой полосы частот. Вуснлнтелях с нелинейным режимом рапропорцнональность в передаче мгновенкых значений входбот ного сигнала отсутствует. После достижения некоторой величины напра ряжения входного сн гнала при его увели чек ни сигнал на выходе уснл „„ягеля остается без изменения (ограничивается на некотором уровне) Такие усилители нашли применение для преобразования вход„го сигналя, например синусоидального, в импульсный сигнал (усиели-ограничители). Они используются также для усиления импульсов (нелинейные импульсные усилители), В данной главе рассматриваются преимущественно усилители с линейным режимом работы, Специфика нелинейного режима работы усилителей описана в 2 3,2.
В настоящее время усилительная техника базируется на л и н е йных (аналоговых) интегральных микросхем а х, что учитывается смысловой направленностью представленного материала. й зл. уснлнтильныв кдскдды нд внполярных тпднзнстопдх Принцип построении усилительных каскадов Многие усилители состоят из нескольких ступеней, осуществляющих последовательное усиление сигнала и обычно называемых к а с к а д а и и. Число каскадов в таких м н о г о к а с к а д н ы х усилителях зависит от требуемых значений коэффициентов усиления Кс Кп, Ке В зависимости от выполняемых функций усилительные каскады подразделяют на к аскады предварительного усиления и выходные каскады.
Каскадыпредварительного усиления предназначены для повышения уровня сигнала по напряжению, а выходные каскады — для получения требуемых тока или мощности сигнала в нагрузке, Схемы усилительных каскадов характеризуются большим разно'бразием. Они могут отличаться числом н режимом работы использ ем уемых транзисторов при усилении переменного сигналз.
Вместе с и тот тем принцип построения главных цепей усилительных каскадов один "т же. Принцип построения и работы различных каскадов удобно ной д показать на примере структурной схемы рис. 2.3,а, действительй длл усилительных каскадов на одном транзисторе. , Основными элементами каскада являются управляемый элемент зисто фУнкцию которого выполняет биполярный или полевой транстор, и резистор П, Совместно с напряжением питания Е этн влемены ""РазУют выходную цепь каскада. Усиливаемый вз сигнал и, принятый на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
