Вопрос 1

Интегральный резистор (ИР). Интегральное исполнение резисторов определяет распределенный характер их параметров, который необходимо учитывать в модели сопротивления для схемотехники.

Структура резистора выглядит следующим образом для двух основных технологических маршрутов:

L

U_ип L W R W

R Si^* x_j

n⁺ SiO₂

x_j p p p

n

биполярная структура МДП- структура

Номинал сопротивления рассчитывается по формуле:

R=n_. Нужно знать поверхностное сопротивление в Ом/квадрат и число квадратов n_.

Каждый резистор конструктивно имеет распределенную емкость обратно-смещенного перехода в первом случае или МДП- типа во втором.

Эквивалентная электрическая схема интегрального резистора чаще всего представляется следующим образом:

R уровень распределенности может быть выше.

 C/2 C/2

В интегральной структуре сопротивление верхнего и нижнего слоев тела резистора может отличаться, поэтому более точная модель резистора может выглядеть следующим образом:

1 R1 2

П-образная схема резистора

С1 С2

3 R2 4

В случае проводящего нижнего слоя (r₀₂ = 0), R₂ = 0, формулы упрощаются соответственно.

RС- структуры могут быть однородными (С/ = const, R/ = const) или неоднородными (C/ = var, R/ = var).

Интегральный конденсатор. В интегральных схемах используют два вида конденсаторов: на р-n-переходах и пленочные со структурой металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) или металл-диэлектрик-металл (МДМ).

Все обратно-смещенные переходы обладают барьерной емкостью

-

удельная емкость равновесного р-n-перехода.

Для перехода Б-Э эта величина может быть 50-1000 пФ/мм² ( 0,05-10 фФ/мкм²), в зависимости от концентрации областей, U_{проб.БЭ}  7 В;

С _БК  0,1-1 фФ/мкм², напряжение пробоя p-n- перехода U_{проб.БК}  50 В;

С_КП ~ 0,1-1 фФ/мкм², U_{проб.КП}  30-50 В.

Для пленочных конденсаторов -R_c

R C₁

n n⁺

С_0пл  15-20 фФ/мкм², d_ок =25нм

U_проб  60 В p C_кп

В интегральном конденсаторе всегда существует некоторое паразитное сопротивление, включенное параллельно, и последовательное сопротивление. Полный импеданс интегрального конденсатора и величина тока через него:

Интегральные конденсаторы имеют не только паразитное

сопротивление, но и паразитную емкость, которая может приводить к ослаблению сигнала, иногда значительному.

Для С = 50 пФ (L = W): R  1 Ом,

А = 0,15 мм² =  10 ИБТ

100 МДПТ.

Добротность Q _{f =1 МГц} = f/f  3000, ).

При использовании перехода Б-К паразитная емкость перехода К-П составляет примерно 90% основной, поэтому коэффициент передачи напряжения будет С/С_  0,5.

Для пленочного МДП- конденсатора (в биполярной схеме) отношение С₁/С_пар  4, значит, коэффициент передачи напряжения С_/С_ ~ 4/5  0,8.

Емкость пленочного конденсатора С_МДП почти не зависит от напряжения смещения, полярность любая. Для конденсатора на структуре ИБТ - только обратное смещение р-n- используемого р-п перехода.

Для синусоидального источника питания ток в конденсаторе опережает входное напряжение на 90⁰.

Паразитный RC- эффект можно использовать для создания специальных схемных функций. RC- структуры используют в качестве ускоряющих, интегрирующих или дифференцирующих цепочек:

R ускоряющая цепь

C

R1

C1 C2 линия задержки