
- •1) Поясніть залежність процесу дифузії від температури;
- •2) Поясніть як залежить глибина проникнення домішок у напівпровідник під час дифузії від тривалості та температури проведення дифузії;
- •3) Запишіть та поясніть закони Фіка;
- •5) Дайте визначення коефіцієнту дифузії, прокоментуйте його залежність від температури та матеріалу;
- •6) Поясніть вплив дифузії на точність виготовлення компонентів мікросхем. Що таке гранична розчинність домішок в кремнії?
- •7) Поясніть формулу, що описує розподіл концентрацій домішок в напівпровіднику після двостадійної дифузії:
- •8) Опишіть дифузію з необмеженого джерела (етап загонки домішок). Допоміжні формули:
- •9) Опишіть дифузію з обмеженого джерела (етап розгонки домішок). Допоміжні формули:
- •10) Для етапів загонки і розгонки намалюйте графіки залежності концентрації домішок в напівпровіднику від глибини та від часу дифузії. Поясніть чому графіки так виглядають;
- •11) Намалюйте інтегральний резистор на основі базової області в розрізі і в плані. Опишіть кожен компонент такого резистора.
- •12) Намалюйте інтегральний резистор на основі емітерної області в розрізі і в плані. Опишіть кожен компонент такого резистора.
- •13) Виконайте порівняльний аналіз інтегральних резисторів на основі емітерної та базової областей. Як визначити питомий поверхневий опір, якщо відомий питомий об’ємний опір?
- •14) Опишіть методику розрахунку інтегрального резистора;
- •15) Чим обумовлена похибка опору інтегрального резистора? Поясніть кожну складову цієї похибки.
- •18) Виконайте порівняльний аналіз інтегральних дифузійних та мдн конденсаторів;
- •19) Поясніть як залежить ємність інтегрального дифузійного конденсатора від концентрацій домішок в шарах-обкладках та від напруги, прикладеної до такого конденсатора;
- •20) Напишіть та поясніть формулу розрахунку ємності інтегрального дифузійного конденсатора;
- •21) Напишіть та поясніть формулу розрахунку ємності інтегрального мдн конденсатора;
- •22) Поясніть від чого залежить пробивна напруга інтегрального дифузійного та мдн конденсаторів. Поясніть чому на інтегральні дифузійні конденсатори потрібно подавати зворотне зміщення;
- •23 ) Чому по мірі просування від емітерної області до колекторної, питома ємність дифузійних конденсаторів зменшується, а пробивна напруга збільшується?
- •28) Намалюйте інтегральний багатоемітерний n-p-n транзистор в розрізі і в плані. Поясніть елементи його структури.
- •29) Поясніть ефект витіснення току емітера та особливості конструкції потужних транзисторів;
- •30) Намалюйте інтегральний p-n-p транзистор в розрізі і в плані. Поясніть елементи його структури.
- •31) Поясніть принцип функціонування та призначення транзистора Шотткі. Намалюйте такий транзистор в розрізі.
- •32) Поясніть принцип функціонування діода Шотткі.
- •33) Поясніть принцип функціонування біполярного транзистора;
- •Коэффициенты усиления биполярного транзистора
- •35) Від яких факторів залежить пробивна напруга переходу колектор-емітер в дифузійному інтегральному транзисторі, виготовленому за планарною технологією?
- •36) Поясніть формули та величини, які входять в ці формули:
- •38) Поясніть наведені нижче залежності:
- •39) Поясніть формули та величини, які входять в ці формули:
- •40) Поясніть формули та величини, які входять в ці формули:
- •41) Поясніть формули та величини, які входять в ці формули:
- •42) Поясніть які характеристики інтегрального біполярного транзистора залежать від товщини бази та характер цієї залежності;
- •43) Змістовно поясніть відмінності між дрейфовими та бездрейфовими транзисторами (відмінності у конструкції та у процесах, що протікають в базі);
- •44) Поясніть формули та величини, які входять в ці формули:
- •45) Частотні властивості транзистора. Пояснити які параметри транзистора залежать від частоти і який характер цієї залежності;
15) Чим обумовлена похибка опору інтегрального резистора? Поясніть кожну складову цієї похибки.
Похибка
інтегрального резистора обраховується
за формулою:
,
де
– відносна похибка резистора,
– відносна похибка коефіцієнта форми
резистора,
– відносна похибка питомого поверхневого
опору легованого шару,
– температурний коефіцієнт опору,
– діапазон температур для яких
розраховується резистор.
16) Наведіть та прокоментуйте формули для: а) коефіцієнту форми інтегрального резистора, б) максимально можливої розсіюваної потужності такого резистора, в) опору інтегрального резистора, якщо відомий питомий об’ємний опір, г) опору інтегрального резистора, якщо відомий питомий поверхневий опір;
Коефіцієнт
форми розраховується за формулою:
,
де l
- довжина резистора, b
– ширина резистора, R
– опір резистора,
– питомий поверхневий опір шару
в якому виконаний
резистор. Максимально можливу потужність
яку може розсіяти резистор розраховують
за формулою: Р = l*b*P0,
Р – розсіювана резистором потужність,
l
- довжина резистора, b
– ширина резистора, P0
– максимально допустима питома
потужність, яка обирається в залежності
від корпуса та умов експлуатації
мікросхеми. Опір інтегрального резистора,
якщо відомий питомий об’ємний опір
визначається:
,
де
- питомий обємний опір резистора, l
– довжина резистора, b
– ширина резистора, h
- глибина дифузії області в якій виконано
резистор. Опір
інтегрального резистора, якщо відомий
питомий поверхневий опір розраховується
за формулою:
,
де
– питомий поверхневий опір шару
в якому виконаний
резистор,
l
– довжина резистора, b
– ширина резистора.
17) Нехай опір квадратного інтегрального резистора на основі базової області зі стороною 10 мкм дорівнює 250 Ом. Знайдіть опір квадратного інтегрального резистора на основі базової області зі стороною 125 мкм. Опорами контактних областей можна знехтувати.
Виходячи
з формули R
=
, при
уомові, що
=1 (так як і в першому, і в другому випадках
резистор квадратний ), то
Ом.
18) Виконайте порівняльний аналіз інтегральних дифузійних та мдн конденсаторів;
Принцип роботи дифузійного конденсатора грунтується на обоернено зміщеному р-n переході. Для виготовлення ДК використовують такі переходи: колектор-підложка, база-колектор, емітер-база, перехід р-області та ізолюючої дифузії. Роглянемо параметри ДК на кожному з переходів. Перехід база-колектор: питома ємність основи – 150пФ/мм, питома ємність бокових стінок 350 пФ/мм, Максимальна ємність конденсатора – 300 пФ, пробивна напруга – 30-70 В. Перехід емітер-база: питома ємність основи – 600 пФ/мм, питома ємність бокових стінок 1000 пФ/мм, Максимальна ємність конденсатора – 1200 пФ, пробивна напруга – 7-8 В. Перехід колектор-підложка : питома ємність основи – 100пФ/мм, питома ємність бокових стінок 250 пФ/мм, максимальна ємність конденсатора – 200 пФ, пробивна напруга – 35-70 В. Як видно з цих данних ємності не високі та і перехід з найбільшою ємністю має низьку пробивну напругу
В МДН конденсаторах між контактами нарощуюють діелектрик. Цим діелектриком найчастіше є оксид кремнію або нітрид кремнію. Товщина діелектрика 0,05-0,12 мкм. Нижньою обкладкою слугує емітерний n+ шар, верхня – алюміній. В МДП конденсаторах ємність сягає 1200 пФ за пробивної напруги 50 В, що робить їх більш кращими для використання. Проте їх недоліком в складі біполярних схем є введення додаткової літографії для отримання шару діелектрика.