1. Биполярные вентильныематрицы

В настоящее время Infineon производитИС на основе биполярной технологииB6HF с временем задержки переключениявентилей около 30 пс. Библиотеки стандартных элементов (макроячеек) содержатмакросы, которые определяют логическиефункции схем, выполненных по технологии ЭСЛ (emitter_coupledlogic — эмиттерно_связанная логика) или ТПЛ (currentmodelogic — токопереключательная логика, логические схемы на переключателяхтока). Могут быть реализованы как простые элементы, например И_НЕ и ИЛИ_НЕ, так ифункционально сложные, например счётчики или мультиплексоры. Выбор наиболее подходящей технологии следует осуществлять, исходя изконкретной области применения.

20. Конструктивные и тепловые ограничения при проектировании интегральных схем

Основной единицей в определении норм проектирования является минимальная ширина линии. Т.е минимальный размер на фотошаблоне, который может быть надежно перенесен на полупроводниковый материал. В общем случае величина минимальной ширины линии определяется разрешающей способностью процесса формирования рисунка, который чаще всего основан на оптической литографии. В более совершенных подходах используется электронно-лучевые, рентгеновские источники и источники глубокого ультрафиолета, каждый из которых обеспечивает более высокое разрешение.

Внутрислойные ограничения : определяются минимальные размеры объектов в каждом слое, а также минимальное расстояние между объектами в пределах одного слоя

Межслойные ограничения: (обычно сложнее) Тут участвует уже несколько слоев, представить их смысл и функциональное значение в наглядной форме труднее.

Ко всем группам существуют свои нормы проектирования: На создание транзистора, контактных и сквозных отверстий, контактов к карманам и подложке и т.д

Интегральные микросхемы должнысохранять параметры в пределах норм, установленныхтехническойдокументацией, в процессе и послевоздействия на них следующих климатическихфакторов: температурывоздуха с верхними значениями +55, +75,+85, +100, +125, +155°С и нижнимизначениями –10, –25, –40, –45, –55, –60 °С, изменения температур отверхнего до нижнего пределов (пределывыбираютизуказанногорядазначений в соответствии с ТУ наконкретную микросхему), относительной влажности окружающейсреды (имеютсяввиду корпусные ИМС) 98 %при температуре 35 °С. Интегральныемикросхемыдолжныдопускать эксплуатацию после их транспортировкипри температуре –50 °С. ИМС в корпусномисполнении, предназначенные для эксплуатации в условияхтропического климата, должны быть устойчивыми к длительномувоздействиювлаги, соляного тумана и среды,зараженной плесневыми грибами.

Требования к конструкцииотносятся к габаритным и присоединительным размерам, внешнему виду имассе ИМС. Бескорпусные ИМС должныбытьстойкими к процессусборки. Выводы ИМС должны выдерживатьрастягивающие усилия и изгибы, допускатьсварку и пайку.

21. Модель Эберса-Молла биполярного транзистора

Передаточная модель Эберса-Молла

Модель базируется на эквивалентной схеме. Расчетные формулы, объединим в систему

причем u_ЭП= - u_ЭБ , u_КП = - u_КБ.

Т оки во внешних цепях транзистора рассчитываются по формулам:

В простейшем случае в модели используются три параметра:

I₀ -тепловой ток транзистора;

b - прямой коэффициент передачи тока базы;

b _I - обратный коэффициент передачи тока базы.

Передаточная модель Эберса - Молла может уточняться (влияние объемных сопротивлений, генерационно-рекомбинационных токов переходов, эффект Эрли и т. д.) и поэтому именно она используется в компьютерных программах.

Классическая модель Эберса - Молла

Классическая модель Эберса - Молла базируется на эквивалентной схеме, изображенной на рис. 3.15. От передаточной модели классическая отличается тем, что составляющие токов транзистора сгруппированы иначе. Переходы транзистора представлены изолированными диодами, токи которых i ₁ и i ₂ определяются напряжениями u _эп и u _кп соответственно:

Тепловые токи I_ЭБК и I_КБК имеют следующий смысл:

I_ЭБК - это тепловой ток эмиттера в схеме с общей базой при u_КП = 0 ( замыкании выводов коллектора и базы).I_КБК - тепловой ток коллектора в схеме с ОБ при u_ЭП=0.

Формально тепловые токи соответствуют токам переходов при обратных напряжениях, много больших u _т. Однако реально измеряемые обратные токи переходов транзистора окажутся гораздо больше за счет токов генерации в переходах и токов утечки. (Аналогичная ситуация рассматривалась при анализе p-n-перехода). Поэтому определить значения тепловых токов транзистора можно только по результатам измерений при прямых напряжениях на переходах. Взаимодействие переходов отражено путем введения в эквивалентную схему генераторов тока a i₁ и a_Ii₂ .

Соответственно токи в цепях каждого электрода можно рассчитать по формулам: . (3.23)

Классическая модель менее удобна для расчетов, чем передаточная, но широко используется для объяснения работы транзистора.

Модель Эберса-Молла основана на суперпозиции нормального и инверсного БТ, работающих в активном режиме. Такой подход к моделированию обусловлен тем, что при управлении "большим сигналом" БТ работает в двух режимах:

активном - нормальном режиме работы БТ, при котором рабочий ток обусловлен инжекцией носителей заряда из эмиттера (emitter) в базу (base);

насыщения - режим: работы БТ, при котором рабочий ток обусловлен инжекцией из коллектора (collector) в базу. В этом режиме р-п -переходы меняются ролями и в связи с этим изменяется направление протекания выходного тока на противоположное - инверсное.

Модель Эберса-Молла связывает токи на выводах БТ с напряжениями на р-п - переходах, поэтому она удобна для схемотехнического анализа.

Однако модель Эберса-Молла не учитывает некоторые эффекты, сопровождающие работу БТ в широком диапазоне изменения рабочих токов и напряжений.