59. Способы изоляции м/у компонентами имс и их особенности.
Поскольку все эл-ты делаются в едином полупроводниковом кристалле, то важно обеспечить изоляцию эл-тов от кристалла и друг от друга. Применяется несколько способов изоляции. Наиболее простой и дешевый является изоляция n-p-переходом. В кристалле, например из кремния типа p, методом диффузии делаются области типа n. В n области затем формируются необходимые пассивные или активные элементы, а n-p-переход м/у областью n типа и кристаллом в работающей ИС постоянно находится под обратным напряжением. Кремниевый n-p-переход при обратном напряжении имеет очень высокое сопротивление (несколько МОм), которое и выполняет роль изоляции. Второй вид изоляции – диэлектрическим слоем. Здесь также имеются области n-типа для последующего формирования в них нужных элементов, но м/у областью n типа и кремниевым кристаллом имеется тонкий диэлектрический слой диоксида кремния SiO2. Создание этого слоя значительно усложняет изготовление микросхемы, но изоляция получается значительно лучше, чем n-p-переходом.
60. Интегральные транзистор, диод, резистор, конденсатор
Интегральный диод представляет собой диодное включение интегрального транзитсора.
Интегральный транзистор. Вывод от коллекторной обл интегрального транзистора осущ-ся на верхней пов-ти кристалла. В связи с увеличенным сопротивлением коллекторной обл интегральный транзистор имеет повышенное значение напряжения между коллектором и эмиттером в режиме насыщения. Интегральный транзистор отличается от дискретного значительно меньшими размерами. Интеграьлный транзистор n-p-n тип: горизонтальный и боковой транзистор. У горизонтальног транзистора должны быть одинаковыми пробивные напряжения эмиттерного и коллекторного переходов. Близкими должны быть и коэффициенты передачи тока эмиттера при нормальном и инверсном включении такого транзистора, т.к. области эмиттера и коллектора одинаковы по свойствам. Горизонтальная структура позволяет легко осущиствить многоколлекторный транзистор
61. Совмещенные ис
У совмещенных активные элементы создаются в полупроводниковом кристалле, а пассивные наносятся сверху в виде тонких пленок. Совмещенные ИС сочетают достоинства полупроводниковой и пленочной технологии.
64.Приборы с зарядовой связью.
Приборы с зарядовой связью (ПЗС) относятся к приборам с переносом заряда. Они основаны на принципе переноса заряда вдоль цепочки конденсаторов и в последние годы стали применяться в микроэлектронике - в запоминающих устройствах, линиях задержки фильтрах, устройствах для задержки сигналов и т.д. Впервые ПЗС были изготовлены в 1969 г. американскими учеными Н.С.Бойлом и Г.Е.Смитом. Устройство ПЗС представляет собой цепочку МОП – конденсаторов на общем кристалле р-типа. На входе и выходе такой цепочки могут быть диоды или полевые транзисторы. Размер каждого электрода вдоль цепочки составляет 10-15 мкм, промежуток между электродами 2-4 мкм, слой диэлектрика имеет толщину 0,1 мкм. Достоинство ПЗС-простота устройства. Для ПЗС характерны 2 основных режима работы:1)хранение информации в виде заряда в одном или нескольких конденсаторах;2)перенос заряда из одного конденсатора в следующий вдоль цепочки. В цифровых устройствах информация хранится или передается по двоичной системе, в которой наличие заряда означает 1, а отсутствие заряда -0.В аналоговых устройствах количество заряда может изменяться по определенному закону, соответствующему тому или иному сигналу. Электроды 1,2,3 составляют один элемент ПЗС. От входного электрода через переход n+ -p происходит инжекция электронов, напряжением на затворе можно регулировать ток инжекции. Перенос заряда от электрода 1 к электроду 2 и далее происходит при условии, если напряжения на электродах положительны и напряжение следующего электрода или равно ему, т.е. U2 ≥U1 >0, затем U3 ≥U2 >0 и т.д.импульсы напряжения подаваемые на электроды для переноса заряда и называемые тактовыми, обычно составляют 10-20 В.
Быстродействие ПЗС ограничивается тем, что, хотя передача заряда от одного электрода другому осуществляется в основном за счет дрейфа, в конце этого процесса происходит диффузия, которая совершается значительно медленнее. Перенос заряда сопровождается некоторой его потерей, но все же достигнуты такая эффективность, что переносится от 0,970 до 0,999 заряда. Приближение эффективности переноса к единице снижает быстродействие. Практически быстродействие ПЗС характеризуется предельной частотой 1 Гц.