66.Структура интегрального конденсатора, изготовленного в моп - техпроцессе и его параметры.
В качестве диэлектрика такого конденсатора используют слой диоксида кремния, которым покрыт кристалл полупроводника (рис. 7.11). Одной обкладкой конденсатора является слой металла (обычно алюминия), нанесенный на поверхность слоя диоксида кремния одновременно с созданием межэлементных соединений и контактных площадок; другой обкладкой – сильнолегированная область полупроводника, которая формируется одновременно с формированием эмиттерных областей транзисторных структур интегральных микросхем. Таким образом, процесс изготовления МДП-конденсаторов также не требует проведения дополнительных операций их формирования.
Рис.
7.11. Структура МДП- конденсатора
В островке, предназначенном для МДП-конденсатора, не формируют базовую область транзисторной структуры, т. е. не проводят диффузию примесей для создания базовой области. Поэтому под МДП-конденсатором есть только один p-n-переход между коллекторной областью транзисторной структуры и подложкой, который необходим для изоляции МДП-конденсатора от других элементов, расположенных на одной с ним полупроводниковой пластине.
67.Основные параметры моп - транзисторов.
1. Крутизна характеристики:
|
|
(4.3) |
,
где 
–
приращение тока стока; 
–
приращение напряжения на затворе.
Крутизна характеризует управляющее действие затвора. Этот параметр определяют по управляющим характеристикам.
2. Внутреннее (выходное) сопротивление 
:
|
|
(4.4) |
,
где 
–
приращение напряжения стока; 
–
приращение тока стока.
Этот
параметр представляет собой сопротивление
транзистора между стоком и истоком
(сопротивление канала) для переменного
тока. На пологих участках выходных
характеристик 
достигает
сотен 
и
оказывается во много раз больше
сопротивления транзистора по постоянному
току 
.
3. Коэффициент
усиления 
:
|
|
(4.5) |
,
Коэффициент
усиления показывает, во сколько раз
сильнее действует на ток стока изменение
напряжения затвора, нежели изменение
напряжения стока, т. е. выражается
отношением таких изменений 
и 
,
которые компенсируют друг друга в
результате чего ток остается постоянным.
Для подобной компенсации 
и 
должны
иметь разные знаки, что определяет
наличие знака «–» в правой части
выражения (4.5).
Эти
три параметра (
, 
, 
)
связаны между собой зависимостью:
|
|
(4.6) |
,
4. Входное
сопротивление 
:
|
|
(4.7) |
,
где 
–
приращение напряжения на затворе; 
–
приращение тока стока;
Поскольку током затвора является обратный ток p-n-перехода, который очень мал, то входное сопротивление оказывается очень большим, что является основным достоинством полевого транзистора.
5. Входная
емкость между затвором и истоком 
,
которая является барьерной
емкостью p-n-перехода и может составлять
единицы – десятки 
в
зависимости от способа изготовления
полевого транзистора.
Типовые
значения параметров кремниевых полевых
транзисторов с управляющим p-n-переходом: 
; 
; 
; 
.
Еще
одним важным достоинством полевого
транзистора является гораздо меньшая
температурная зависимость по сравнению
с биполярными транзисторами. Это связано
с тем, что в полевом транзисторе
ток 
вызван
перемещением основных носителей,
концентрация которых в основном
определяется количеством примеси и
поэтому мало зависит от температуры.
Полевой транзистор обладает более
высокой стойкостью к действию ионизирующего
излучения. Недостатком полевых
транзисторов является недостаточно
высокая крутизна 
,
что несколько ограничивает область их
применения.
68.Конструкция интегральных биполярных транзисторов в диодном включении.
Этот активный элемент широко используется в интегральных микросхемах, особенно в логических интегральных микросхемах. Для создания диода вообще достаточно сформировать только один p-n-переход. Однако диодам в интегральных микросхемах придают транзисторную структуру и в зависимости от конкретного назначения используют тот или иной p-n-переход путем применения одного из пяти возможных вариантов включения (рис. 7.6).
В
первом варианте (1) используется эмиттерный
переход, а коллекторный короткозамкнут.
Такое включение используют в цифровых
микросхемах, так как в этом случае
достигается наибольшее быстродействие:
накопление носителей заряда может
происходить только в базовой области,
а она очень тонкая. Возможность накопления
носителей заряда в коллекторной области
исключена шунтированием коллекторного
перехода. Время переключения может быть
около 
.
Рис.
7.6. Варианты диодного включения транзистора
Во втором варианте (2) используется эмиттерный переход, а коллекторная цепь разомкнута.
В
третьем варианте (3) используется
коллекторный переход, а эмиттерной
области при этом может и не быть, т. е.
этап диффузии примесей для формирования
эмиттерной области может быть исключен
из технологического процесса. Если же
эмиттерная область сформирована, то
цепь эмиттера остается разомкнутой.
Коллекторная область обычно является
относительно высокоомной, поэтому такой
диод имеет достаточно высокое пробивное
напряжение (
).
Площадь коллекторного перехода
значительно больше площади эмиттерного
перехода, поэтому использование
коллекторного перехода в качестве
диодной структуры дает возможность
пропускать большие прямые токи.
В четвертом варианте (4) эмиттерную и коллекторную области соединяют между собой, т. е. эмиттерный и коллекторный переходы включают параллельно. Допустимый прямой ток при этом оказывается еще больше, но увеличивается также и суммарная барьерная емкость.
В пятом варианте (5) используется коллекторный переход, а эмиттерный короткозамкнут.