2.14.5 Схема замещения диода

Модели диодов микросхем применяются для графического представления этих приборов совокупностью элементов электрических схем таких, как сопротивления, генераторы токов и напряжений, конденсаторов. Каждый из переходов структуры интегрального диода в зависимости от на-правления приложенного напряжения пред-ставляется схемами за-мещения, изо-бражен-ными на рисунках 2.32,а, б. Схема на рисунке 2.32, а соответствует обратно включенному переходу. Схема на рисунке 2.32, б соответствует прямо включенному переходу структуры. На рисунке 2.32, а ток генератора Iг определяется по формуле (2.93) или из формулы (2.91). Сопротивление Rш оценивается дифференцированием выражения (2.94)

1/Rш = dIg/dU,

при U = Uобр. Напряжение генератора Uo определяется как напряжение спрямления по формуле (2.91). Барьерная емкость Сб определяется суммой

Сб = ∑ (Суд.i × Si),

в которой учитываются значения частичных емкостей, различающихся значениями удельных емкостей Суд.i. Диффузионные емкость Сдиф и сопротивление Rдиф оцениваются по формулам (2.95), (2.92). Сопротивление Rэ определяется как сопротивление электродных областей диода и контактных переходов (если таковые в конструкции предусмотрены). Соединение с несущим основанием представлено только емкостью изоляции Си.

2.14.6 Алгоритм проектирования диодов

Проектирование диодов ИМС рекомендуется выполнить в следующем порядке:

• формулировка исходных требований на параметры прибора (если они не определены техническим заданием);

• подготовка исходных сведений по параметрам технологической структуры в части электрической прочности переходов, параметров слоев, включая удельные взаимные емкости;

• подготовка исходных ограничений технологии формирования размерных фрагментов (линейные погрешности, погрешности совмещения, минимально-допустимые размеры);

• проверка на соответствие структуры предъявленным требованиям по электрической прочности p-n-переходов;

• первичный выбор и оформление простейшей топологии прибора с однополосковыми электродными областями;

• оценка технологических и конструктивных промежутков между границами областей для топологии прибора;

• оценка рационального значения плотности тока во вложенном электроде диода или допустимой величины тока по формуле (2.87);

• оценка по рабочему току предельных значений размеров вложенной области диода и принятие решения о корректировке его формы и размеров по формулам (2.88) — (2.90);

• оценка размеров контактов, разделительных областей между смежными электродами диодной структуры;

• оценка межэлектродных сопротивлений, сопоставление с требованиями и корректировка форм и размеров топологии диода;

• оценка площадей электродов, емкостей, сопротивлений, генераторов тока и напряжения для схем замещения (см. рис. 2.32).

В результате выполнения предложенной последовательности формируется база выходных параметров конструкции прибора (параметры функционального назначения диода, эскиз его структуры и топологии с размерами областей, схема замещения и параметры ее элементов). В свою очередь, после соответствующего накопления и обработки, сведения по конкретным топологическим конфигурациям диодов могут быть помещены в библиотеку элементов системы автоматизированного проектирования интегральных конструкций в качестве базовых конструкций.