Up-n

U0

Р

Рис.6.14. Зависимость Up–n-переход от длины резистивной области

езисторы большого номинала можно реализовать на транзисторах, работающих в НАР (рис.6.15):

где gКЭ - выходная дифференциальная проводимость коллектор - эмиттер; UА - напряжение Эрли; IК - ток коллектора.

Рис.6.15. Определение дифференциального сопротивления транзистора НАР по выходной ВАХ

6.4. Реализация интегральных конденсаторов

Кроме резисторов в ИС используют конденсаторы. Интегральные конденсаторы реализуют:

1) на обратно-смещенном p–n-переходе;

81

2)на МДП-структуре;

3)пленочный.

Конденсатор на обратно-смещенном p–n-переходе. Емкость та-

кого конденсатора определяется зарядной барьерной емкостью p– n-перехода, значение которой зависит от обратного смещения на переходе:

где СБАР (0) - удельная емкость при нулевом напряжении на переходе; m = 1/2 или 1/3 соответственно для резкого и плав-

ного p–n-перехода; А - площадь перехода; U pn - напряжение обратного смещения, приложенное к p–n-переходу; jК - контактная

82

где q - заряд электрона; ε0 - диэлектрическая проницае-

В технологическом маршруте возможна реализация конденсаторов на переходе:

1) коллектор - база (рис.6.16);

C

Рис.6.16. Конденсатор на обратно-смещенном переходе коллектор - база: а - структура; б - эквивалентная схема

2) эмиттер - база (рис.6.17);

Рис.6.17. Конденсатор на обратно-смещенном переходе эмиттер

-база: а - структура; б - эквивалентная схема

3)коллектор - подложка (рис.6.18).

83

в

Рис.6.18. Конденсатор на обратно-смещенном переходе коллектор - подложка: а - структура без скрытого слоя; б - структура со скрытым слоем; в - эквивалентная схема

Недостатки конденсаторов, реализованных на обратносмещенном p–n-переходе:

1)определенная (отрицательная) полярность приложенного напряжения смещения p–n-перехода;

2)зависимость емкости от приложенного напряжения;

3) низкая добротность, которая определяется как

Q = (2πCrf )−1 , где С - эквивалентная емкость; r - эквивалентное сопротивление; f - частота.

МОП-конденсатор. Возможна реализация конденсатора на структуре металл - окисел - полупроводник (рис.6.19)

Рис.6.19. Реализация МОП-конденсатора: а - структура; б - эквивалентная схема

84

Емкость такого конденсатора рассчитывается как емкость плоского конденсатора:

окисла; dОК - толщина подзатворного окисла; A - площадь; СУД - удельная емкость. Можно получить большие емкости за счет малой толщины подзатворного окисла.

Преимущества конденсатора, выполненного на МОП-структуре:

1)емкость практически не зависит от приложенного напряжения;

2)можно использовать любую полярность приложенного напряжения.

Недостаток такого конденсатора заключается в том, что требуется дополнительная операция - создание окисла определенных толщины и состава.

Пленочный конденсатор. При многоуровневой металлизации возможна реализация пленочного конденсатора (рис.6.20). Емкость такого конденсатора рассчитывается как емкость плоского конденсатора.

Рис.6.20. Реализация конденсатора пленочного типа: а - структура; б - эквивалентная схема

В табл.6.3 приведены основные параметры интегральных конденсаторов.

85

Таблица 6.3

Сводная таблица параметров интегральных конденсаторов

86