Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

диодов. Таким путем удается ускорить переход транзистора из режима насыщения в активный режим, т. е. повысить скорость переключения. Для отпирания диода Шотки требуется напряжение 0,25 В, а для отпирания р/г-перехода коллектор-база 0,5 В. Следовательно, когда транзистор находится в режиме насыщения,

Метамизацая f А1)


/ fHpbirriblu сргрузи- \ \

-I аннш майп-типаЩ ~ > ---

Падяотна р-типа Рис. 2,45. Диод Шотки в составе ИС,

диод Шотки препятствует отпиранию перехода коллектор-база. Таким путем удается избежать инжекции электронов (в случае /ip/г-транзистора) из коллектора в базу и значительного повыщения концентрации неосновных носителей (электронов) в базе, имеющего место в обычном транзисторе. Время накопления неосновных носителей в транзисторе снижается, и он быстро выходит из насыщения.

Паплеитар дмиттер ffasa /I /I

Muadll/атни „ шинтиригищии nepexaffWPefC


Тнрь/тьгй auipippsuafiwu

слай п-типа f 5 b)

ЛаШажяа р-типа. Рис. 2.46. Интегральный транзистор с фиксирующим диодом Шоткн.

Диоды Шотки обычно являются частью транзисторной структуры ИС (рис. 2.46), Диод Шотки в комбинации с транзисторами асто используется во многих переключающих схемах, в том числе компараторах напряжениями ТТЛ, таких, как 54 LS, 74 LS, Ь и 74 S.



2.14.2. Стабилитроны. Со структурой пр/г-транзистора, входящего в состав ИС, связаны три рл-перехода; эмиттер-база, коллектор-база и коллектор-подложка. Переходы коллектор-

Рис. 2.47. Стабилитрон.

база и коллектор-подложка имеют напряжения пробоя 50 В. Поскольку рабочие напряжения схемы, как правило, меньше 50 В, эти два перехода не могут быть использованы в ИС в качестве стабилитронов. Однако переход эмиттер-база, напряжение пробоя которого составляет 6-8 В. вполне может выполнять такую функцию (рис. 2.47),

Катад

АиаЗ

РСратнасметеншй 1;таЗилитр17Н,тИ-*ЗмВ С

РоЗражка. р-типа

Рис. 2,48. Hhiw ральпый стабилитрон с температурной компенсацией; а - схема температурной компенсации стабилитрона; б - структура интегрального стабилитрона с температурной компенсацией.

Температурный коэффициент напряжения {ТКН) стабилитрона определяется выражением ТКИ = dVz/dT. Если стабилитроном служит обратносмещенный переход эмиттер-база, то ТКИ « +3 мВ/° С. Температурный коэффициент прямого падения напряжения на переходе эмиттер-база отрицателен и приближенно



равен -2,2 мВ/° С. Если включить стабилитрон последовательно с прямосмещенным диодом, то положительный температурный коэффициент напряжения стабилитрона может быть отчасти компенсирован отрицательным температурным коэффициентом прямого падения напряжения диода (рис, 2.48, а). На рис. 2.48, б показана структура стабилитрона с температурной компенсацией в интегральном "исполнении. Стабилитрон и компенсирующий диод расположены на общей подложке, содержащей п-область коллектора и р-область базы.

2.15. Резисторы в интегральных схемах

На рис. 2.49 показаны различные конфигурации используемых в ИС резисторов и приведены соответствующие типичные значения поверхностного сопротивления. Наибольшее распространение получил диффузионный резистор, получаемый в ходе того же самого диффузионного процесса, который служит для создания базы транзистора (рис. 2.49, а). Поверхностное сопротивление такого резистора обычно составляет -200 Ом/квадрат, а температурный коэффициент сопротивления ТКС, определяемый выражением ТКС = i\/R) ciR/dT, ~2-10-з/°С = 0,2 %/°С. На рис. 2.50 и 2.51 показана топология диффузионного резистора.

Изолированные участки эпитаксиального слоя п-типа обычно подключены к положительному полюсу источника питания, а подложка р-типа - к отрицательному полюсу или к земле, так что не только переход п-слой/р-подложка находится при обратном смещении, но также переход р-резистор/п-слой. Эти два обратносме-щенных перехода исключают возможность отпирания паразитного prtp-транзистора (т. е. структуры база-коллектор-подложка). Кроме того, благодаря обратному смещению сводится к минимуму паразитная емкость переходов коллектор-база и коллектор- подложка. Все это позволяет разместить много резисторов на одном и том же изолированном участке /г-слоя (рис. 2.50, б}.

Сопротивление резистора может быть выражено через поверхностное сопротивление Rs как R = Rs (L/W), где L - полная длина резистора, а W - его ширина. Отношение L/W по существу представляет собой число последовательно соединенных квадратов. Существует статистический разброс сопротивлений резисторов относительно центрального, или проектного, значения, Отчасти обусловленный колебаниями поверхностного сопротивления от пластины к пластине или даже по поверхности пластины. Однако для резисторов шириной менее 25 мкм главной причиной разброса являются статистические флуктуации ширины линии W.

"И флуктуации обусловлены различиями в степени подтравлива-ния окисла и в глубине боковой диффузии под край окисла, а Также некоторыми отклонениями, свойственными процессу фото-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 [ 38 ] 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193