24.Конструкция и принцип работы многоэмиттерного транзистора.

Рисунок 3.16 многоэмиттерный транзистор и его обозначение

25. Закон Мура. Степень интеграции интегральных схем.

26.Диод Шоттки. Принцип работы. Технология изготовления.

27.Вертикальная структура транзистора Шоттки.

28.Работа биполярного транзистора в ключевом режиме.

29.0сновные схемы включения биполярного транзистора.

30.Конструкция конденсатора в интегральном исполнении.

31 .Структура интегрального резистора

32.3Акон Мура. Степень интеграции интегральных микросхем.

СТЕПЕНЬ ИНТЕГРАЦИИ ИС (К) - показатель, характеризующий сложность интегральной схемы', численно определяется выражением К = IgN, где N - число элементов, входящих в ИС (значение К округляется до ближайшего целого числа в сторону увеличения). Однако чаше пользуются другой оценкой сложности И. с., в соответствии с к-рой различают малые N < 10²), средние (N = 10² - 10³), большие (N = 10³ - 10⁴) и сверхбольшие W = 10⁴) интегральные схемы.

В СССР были предложены следующие названия микросхем в зависимости от степени интеграции (указано количество элементов для цифровых схем):

Малая интегральная схема (МИС) — до 100 элементов в кристалле.

Средняя интегральная схема (СИС) — до 1000 элементов в кристалле.

Большая интегральная схема (БИС) — до 10000 элементов в кристалле.

Сверхбольшая интегральная схема (СБИС) — до 1 миллиона элементов в кристалле.

Ультрабольшая интегральная схема (УБИС) — до 1 миллиарда элементов в кристалле.

Гигабольшая интегральная схема (ГБИС) — более 1 миллиарда элементов в кристалле.

В настоящее время название ГБИС практически не используется (например, последние версии процессоров Pentium 4 содержат пока несколько сотен миллионов транзисторов), и все схемы с числом элементов, превышающим 10000, относят к классу СБИС, считая УБИС его подклассом.

Мур высказал предположение, что число транзисторов на кристалле будет удваиваться каждые 24 месяца. При анализе графика роста производительности запоминающих микросхем им была обнаружена закономерность: появление новых моделей микросхем наблюдалось спустя примерно одинаковые периоды (18—24 мес.) после предшественников, при этом количество транзисторов в них возрастало каждый раз приблизительно вдвое. Гордон Мур пришел к выводу, что при сохранении этой тенденции мощность вычислительных устройств за относительно короткий промежуток времени может вырасти экспоненциально. В 2007 году Мур заявил, что закон, очевидно, скоро перестанет действовать из-за атомарной природы вещества и ограничения скорости света.

33.Закон Мура. Современное состояния производства интегральных схем: степень интеграции, диаметр пластин, проектные нормы.

34.Многослойные полупроводниковые структуры

35.Технологический маршрут изготовления МОП - транзистора.

36.Билолярный транзистор с диодом Шоттки. Принцип работы.

Транзистором Шотки получается соединением диода Шотки с коллекторной областью транзистора. Достоинства: имеет малую емкость перехода, малый инверсный коэффициент передачи, повышенная частота работы, пониженный уравень помех, большой коэффициентом усиления, отличается быстродействием. Транзистором Шотки широко применяется в электронике. Применение: часто применяется в аналоговых усилителях, мощных усилителях,СВЧ усилителях, преобразователях частоты и т.д.

Транзисторы Шоттки отличаются от обычных тем, что они не входят в глубокое насыщение, следовательно, в их базах в открытом состоянии накапливается мало носителей заряда, и в результате время их рассасывания меньше обычного.

Эффект Шоттки снижает напряжение открывания кремниевого p–n перехода от обычных 0,5 ... 0,7 В до 0,2 ... 0,3 В и значительно уменьшает время жизни неосновных носителей в полупроводнике. Эффект Шоттки основан на том, что в p–n переходе или рядом с ним присутствует очень тонкий слой металла, богатый элементами, свободный носителями.

Транзистор Шоттки можно представить как обычный транзистор с диодом Шоттки, включенном между его базой и коллектором, как показано на рис. 7.1.1.

Рис. 7.1.1. Транзистор Шоттки, представленный как обычный транзистор с диодом Шоттки, включенном между его базой и коллектором

При открывании транзистора базовый ток нарастает только до значения, лежащего на границе активного режима и области насыщения, а весь избыточный базовый ток отводится через открытый диод Шоттки через коллектор и эмиттер открытого транзистора на землю.

Чем сильнее откроется транзистор, т.е. тем меньше падение напряжения коллектор–эмиттер, тем больший ток отводится через диод Шоттки, минуя базу, на землю. Это приведет к закрыванию транзистора, т.к. уменьшение тока базы закрывает транзистор. Так образуется обратная связь, саморегулирующая режим работы транзистора, удерживая его от глубокого насыщения.

Сами диоды Шоттки имеют очень малые задержки включения и выключения. Накопление заряда в диодах Шоттки не происходит, т.к. протекающий в них ток вызван переносом основных носителей.

Когда транзистор заперт потенциал коллектора выше потенциала базы, а значит диод Шоттки смещен в обратном направлении и не влияет на работу транзистора.

Если в процессе отпирания транзистора потенциал коллектора становится ниже потенциала базы, диод Шоттки открывается и на нем устанавливается прямое напряжение Uпр. Поскольку это напряжение меньше 0,5 В, то коллекторный переход практически заперт, а следовательно, не возникает режима насыщения и связанных с ним двойной инжекции и накопления избыточных зарядов. Благодаря этому при запирании транзистора исключается задержка, вызываемая рассеиванием избыточного заряда.

На рис 7.1.2. показана разность потенциалов между выводами обычного транзистора и транзистора Шоттки, подтверждающая большее напряжение между коллектором и эмиттером транзистора Шоттки в открытом состоянии.

Рис. 7.1.2. Разность потенциалов между выводами обычного транзистора и транзистора Шоттки