21.4 Расчет и проектирование диодов полупроводниковых имс.

можно применять любой из двух переходов транзистора путем использования пяти различных схем включения. Характеристики диодов в значительной степени определяются способом включения, поэтому при проектировании интегральных диодов имеется широкая возможность получения заданных параметров.

Если через диод проходит достаточно большой прямой ток, то уравнение в.а.х. можно записать в достаточно упрощенном виде:

Важным параметром интегрального диода, характеризующим его в.а.х., является падение прямого напряжения при заданном значении прямого тока:

22.1 Расчет и проектирование п/п конденсаторов.

В полупроводниковых ИМС обычно используют два типа конденсаторов: конденсаторы на основе обратно смещенных p-n-переходов и конденсаторы со структурой металл — диэлектрик — полупроводник (МДП-конденсаторы).

Создание конденсаторов на основе p-n-перехода не требует введения дополнительных технологических операций, поскольку они выполняются на переходах, предназначенных для формирования структуры интегральных транзисторов.

Применение конденсаторов на основе р-n-перехода ограничивается двумя паразитными параметрами: эквивалентным последовательным сопротивлением и параллельной емкостью.

Технология изготовления п\п микросхем функции конденсатора могут быть выполнить 3 различных перехода: эмиттер-база; база-коллектор; коллектор-подложка.

При проектировании интегральных конденсаторов следует учитывать, что более высокой концентрации примесных атомов в окрестности p-n-перехода соответствует более высокая удельная барьерная емкость Со. Кроме того, при проектировании таких конденсаторов требуется совместно вычислять удельную емкость и пробивное напряжение, так как каждая из этих величин зависит от удельного сопротивления материала, причем с ростом последнего емкость уменьшается, а пробивное напряжение повышается. Важным параметром, характеризующим свойства интегрального конденсатора, является добротность, определяемая из соотношения:

где f – рабочая частота; С – емкость конденсатора; R – сопротивление любого резистора, включенного последовательно с конденсатором. С увеличением этого сопротивления добротность конденсатора уменьшается.

22.2 Расчет и проектирование п/п конденсаторов.

Важная особенность интегральных конденсаторов заключается в том, что их емкость зависит от изменения напряжения, приложенного к р-n-переходу. Максимальное значение удельной емкости конденсатора достигается тогда, когда напряжение внешнего смещения равно нулю и емкость структуры определяется только диффузионным, или контактным, потенциалом фк. Однако такой режим работы конденсатора практически неприемлем.Такие недостатки отсутствуют в МДП конденсаторах. Процесс изготовления интегральных МДП-кон-денсаторов не требует дополни-тельных технологических операций, так как получение оксида, используемого в качестве диэлектрика, можно легко совместить с одной из операций локальной диффузии. Область, формиру-емая в процессе диффузии, является одной из обкладок конденсатора. Слой двуокиси кремния, который обычно покрывает всю интегральную структуру, используют в качестве диэлектрика. Тонкий слой алюминия, наносимый в процессе формирования межэлементных соединений, является второй обкладкой конденсатора. Этот тип конденсатора также имеет паразитную емкость на подложку, но отношение полезной емкости к паразитной существенно выше, чем для конденсатора, формируемого на основе р-n-перехода.