§ 14.3 Применение

термопреобразователей

транзисторов

в

качестве

Большинство параметров полупроводниковых приборов с p-n-переходом в той или иной степени зависят от температуры. Для целей

температурой

наибольшее

база-эмиттер

закороченном

термометрии наиболее подходящим оказалось изменение с прямого падения напряжения на p-n-переходе, а

распространение получила схема измерения напряжения маломощного планарного кремниевого транзистора при переходе коллектор-база (рисунок 14.3).

UБЭ

Рисунок 14.3 – Схема измерения напряжения для термометрии

с температурой

Поведение напряжения база-эмиттер транзистора описывается следующим выражением:

^ГT^Л

_E_g0-U - ГтЛ и Г

mkT

БЭ(T₁)

U

ln

(T-T₁)-

БЭ

q

T₁

₊ kTxln

V K 1 J

q

96

где: U_БЭ(T1) — напряжение база-эмиттер при конкретных значениях температуры T1 (K) и токе коллектора I_К1; T — текущая температура (K); T1— температура в опорной рабочей точке, при которой измерено значение U_БЭ(T1); ΔE_g0— ширина запрещенной зоны полупроводника,

экстраполированная к T = 0 K; m — коэффициент, характеризующий преобладающее влияние тока генерации-рекомбинации или диффузионного тока (m = 1÷2); k — постоянная Больцмана; q — заряд электрона (Кл); I_К — текущее значение тока коллектора; I_К1 — значение тока коллектора, при котором измерено U_БЭ(T1).

Деформация кристалла транзистора из-за разности температурных коэффициентов расширения кремния, материалов выводной рамки и герметизирующего компаунда транзисторов в пластмассовом корпусе тоже ведет к изменению напряжения база-эмиттер, чем и может определяться нелинейность характеристики. Для точных измерений лучше использовать транзисторы в металлическом (коваровом) корпусе, которые к тому же более устойчивы к воздействию таких неблагоприятных факторов окружающей среды, как влажность и некоторое присутствие агрессивных примесей. Проблемой может оказаться изменение изготовителем транзисторов технологии изготовления и топологии кристалла без уведомления.

Тема 15 Интегральные схемы § 15.1 Интегральные микросхемы

Интегральные микросхемы (ИМС) представляют собой

микроэлектронные изделия, имеющие высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов (или элементов и компонентов).

Элементы интегральной микросхемы, реализующие функцию какого-либо радиоэлемента (например, транзистора, диода, конденсатора), неотделимы от нее и поэтому их нельзя отдельно испытывать или эксплуатировать в других устройствах.

Компоненты интегральной микросхемы отличаются от ее элементов тем, что перед сборкой они были самостоятельными изделиями, отдельно изготовленными и испытанными. В принципе компоненты могут быть отделены от готовых ИМС (например, при ремонте). Компонентами являются бескорпусные ИМС, диоды и транзисторы, а также конденсаторы и резисторы.

Интегральные микросхемы различаются по сложности, которая определяется степенью интеграции. Так, ИМС, содержащие до 10 элементов и компонентов, относят к первой степени интеграции, от 11 до 100 — ко второй и т. д. ИМС шестой степени интеграции содержат от 100 001 до 1000000 элементов и компонентов.

Кроме того, приняты количественная и качественная оценки сложности ИМС, позволяющие разделить их на четыре группы: малые — МИС, средние — СИС, большие — БИС и сверхбольшие — СБИС.

По принципу действия и способам обработки сигналов информации (вид ИМС) интегральные микросхемы делятся на цифровые и аналоговые, а по типу активных элементов они выполняются на биполярных и униполярных транзисторах.

Классификация интегральных микросхем приведена в таблице 15.1.

В зависимости от технологии изготовления ИМС делятся на полупроводниковые, пленочные и гибридные.

В полупроводниковых ИМС все элементы и соединения между ними выполнены в объеме и на поверхности кристалла полупроводника.

В пленочных ИМС элементы и соединения выполняются в виде проводящих и изолирующих пленок.

Гибридными являются ИМС, содержащие элементы и компоненты.

Интегральные микросхемы единого конструктивно-технологического исполнения, предназначенные для совместного применения, выпускаются сериями.

97

Таблица 15.1. Классификация интегральных микросхем

Группа	Вид	Активные	Количество
		элементы	элементов и (или) компонентов
МИС	Цифровая	Биполярные	1 — 100
	»	Униполярные	1—30
	Аналоговая	Биполярные	1—30
СИС	Цифровая	Униполярные	101 — 1000
	»	Биполярные	101—500
	Аналоговая	»	31 — 101
	»	Униполярные	31 — 101
БИС	Цифровая	»	1001 — 10 000
	У>	Биполярные	501—2000
	Аналоговая	Униполярные	101—300
	»	Биполярные	101—300
СБИС	Цифровая	Униполярные	Более 10 000
	»	Биполярные	» 2000
	Аналоговая	Униполярные	» 300
	»	Биполярные	» 300