5. Диоды в интегральных схемах

5.1. Модель идеального диода

На рис.5.1 приведены условное обозначение и ВАХ идеального диода. ВАХ диода описывается следующими уравнениями:

Dn (p)= mn (p)jT ;

Ln (p)= Dn (p)tn (p) ;

Рис.5.1. Условное обозначение и ВАХ идеального диода

m - коэффициент неидеальности диода; jТ - температурный по-

66

тенциал; А - площадь диода; Dn ( p),Dp (n) - коэффициенты диффузии неосновных носителей электронов

n в p-области и дырок p в n-области; Ln ( p), Lp (n) - диффузионная длина неосновных носителей; N( p), P(n) - концентрация неосновных носителей; ni - концентрация собственных носителей в полупроводнике; mn( p) - подвижность электронов (дырок); tn( p)

-время жизни неосновных носителей.

5.2.Эквивалентная схема интегрального диода

На рис.5.2 приведена эквивалентная схема интегрального диода, в которой учитывается, кроме идеального диода, его пас-

сивное сопротивление rД и емкость p–n-перехода СД 0 .

CД0

UД

Рис.5.2. Эквивалентная схема интегрального диода

Падение напряжения на интегральном диоде определяется

как

Емкость диодного перехода определяется барьерной и диффузионной составляющими (описание модели Эберса - Молла для n–p–n-транзистора выражениями (4.1)¸(4.3)).

67

5.3. Аппроксимации ВАХ диода

При расчетах интегральных схем встречаются следующие аппроксимации ВАХ интегрального диода:

∙линейная (рис.5.3):

ì0

IД = íîIДmax

UД

UДН

Рис.5.3. ВАХ интегрального диода при линейной аппроксимации

∙кусочно-линейная (рис.5.4):

68

UД < UДГР

UДГР < UД < UДН

где rдиф = dUД′ - дифференциальное сопротивление диода. dIД

IД

rД = 0

rД > 0

UД

UДГР UДН

Рис.5.4. ВАХ интегрального диода при кусочно-линейной аппроксимации

Напряжение UДГР определяется как напряжение, при котором IД = 0,01× IДmax , а при напряжении UД Н через диод проте-

69