Материал: Первый билет

стоком и истоком.

Внутренние контакты с помощью обычных, омических контактов с металлом выведены на

поверхность, что позволяет соединять их с внешними цепями. Благодаря высокой степени легирования, контакты обладают ничтожным сопротивлением.

На рисунке изображён фрагмент подложки ИС с n-канальным МДП транзистором (интегральный МДП-транзистор).


Для изготовления такого транзистора понадобится подложка из

кремния р-типа (р-Si). После создания диэлектрического защитного слоя из двуокиси кремния (SiO₂ ) необходимо будет осуществить первую фотолитографию для вскрытия окон над будущими истоком и стоком.

Диффузия донорной примеси создаст под окнами островки n⁺ - типа. Затем будет выполнено напыление сплошного металлического слоя. На него будет нанесён фоторезист для второй фотолитографии. Удаление незасвеченного фоторезиста обнажит «лишний» металл, где его можно будет удалить

травлением кислотой. Особым растворителем удаляется засвеченный фоторезист, после чего изготовление транзистора и соединительных

проводников будет завершено.

Технология изготовления интегрального МДП-транзистора

представлена здесь несколько упрощённо. Тем не менее, простота изготовления очевидна. Уже только то, что для изготовления интегрального БТ понадобится до 5 – 6 фотолитографий, делает применение БТ в ИС

невыгодным.

50. Особенности схемотехники аналоговых интегральных схем.

Основной особенностью схемотехники аналоговых ИС (АИС) является

использование аналоговых сигналов, описывающихся непрерывными функциями времени. У аналоговых устройств в каждый момент времени должно выполняться строгое соответствие между входным и выходным

сигналом. Например, в аудиоусилителе выходной сигнал пропорционален входному сигналу и нарушение этого соответствия воспринимается как искажение сигнала, вплоть до полной потери его разборчивости.

Единственный режим транзисторов и других усилительных приборов, в

котором аналоговое соответствие мгновенных значений сигналов возможно, это активный (усилительный) режим. Но и в этом режиме аналоговые

сигналы подвергаются искажениям из-за нелинейности элементов, помех, изменения температуры и питающих напряжений и других

дестабилизирующих факторов. Именно поэтому аналоговая электроника почти полностью вытеснена цифровой, сигналам которой свойственна высокая устойчивость к действию дестабилизирующих факторов.

Указанная особенность заставляет применять в АИС исключительные

меры по стабилизации напряжений, токов и режимов транзисторов. Так, в типичной АИС – операционном усилителе только 10 – 20% транзисторов выполняют основную функцию – усиление сигнала. Остальные транзисторы обеспечивают стабильность режимов и выполняют другие вспомогательные функции.

Как и в ЦИС, в АИС практически не применяются L, C, R и другие

элементы, «неудобные» для изготовления по интегральной технологии.

В АИС широко используется сильная корреляция параметров

интегральных элементов, которая

позволяет снизить влияние отклонения

параметров элементов от номинальных значений.

Специфика АИС предопределила применение только нескольких типов хорошо зарекомендовавших себя узлов:

1. 
   Генератор стабильного тока;
   
2. 
   Токовое зеркало;
   
3. 
   Цепь сдвига уровня;
   
4. 
   Дифференциальный усилительный каскад.
   

Шестой билет

6.Контакты и структуры, используемые в электронике. M-n переход, p-n переход, МДП структура, n-p-n и p-n-p структуры.

6. 
   В электронике используются самые различные вещества – проводники, полупроводники, диэлектрики. Они образуют самые разнообразные контакты, в которых наблюдаются контактные явления. Многослойные контакты называют структурами. Примерами контактов являются контакты металлов, призванные беспрепятственно пропускать ток, контакт полупроводников p и n-типа (p-n переход). Примерами структур являются электрический конденсатор, в котором контактируют металл, диэлектрик и снова металл (структура МДМ),
   

• 
  МДП-структура, в которой контактируют металл, диэлектрик и полупроводник. МДП-структура является основой самого распространённого электронного элемента нашего времени– МДП транзистора.
  
• 
  m-n переход, контакт металл-полупроводник (m-n или m-p переход), относится к наиболее распространенным в электронике типам контактов. Чаще всего это обычный, омический контакт. Его сопротивление невелико, не зависит от знака и величины приложенного напряжения. Ток в омическом контакте связан с напряжением законом Ома. Такие контакты совершенно необходимы для электрического соединения элементов или их частей друг с другом.
  
• 
  Контакт p и n полупроводников, или p-n переход, как и m-n переход, является одним из распространенных видов контактов, используемых в электронике. Его главным свойством является односторонняя проводимость, т.е. способность хорошо проводить ток только при одной полярности приложенного напряжения (прямое напряжение). При обратном напряжении ток на несколько порядков меньше. Как правило, одна из областей p-n перехода имеет намного более высокую концентрацию донорной примеси Nд или акцепторной примеси Nа. Область с большей концентрацией примесей называют также сильнолегированнойобластью, с меньшей–слаболегированной. Такие переходы называют асимметричными, их сильнолегированную область – эмиттером, слаболегированную – базой. Сильнолегированную область обозначают n + или p +
  

Биполярный транзистор (в дальнейшем БТ) является электронным элементом с двумя р-n




переходами(рис.34).

Рис.34

Здесь изображён БТ со структурой [2] хотя возможна, но менее распространена структура. В работе таких БТ принципиальных отличий нет. Области БТ получили следующие названия: n⁺ – эмиттер (область, “испускающая” носители); р–база и n (нарис.34 – область справа) – коллектор (т.е. область, “собирающая” носители). Каждая область снабжена омическими контактами металл полупроводник, служащими для подключения к внешним цепям. Названия внешних контактов такие же, как у областей – эмиттер, база, коллектор. P-n переход между эмиттером и базой получил название эмиттерный переход (ЭП), между базой и коллектором –коллекторный переход (КП).

21. Схема с общей базой, схема с общим эмиттером. Соотношения токов, параметры и статическиехарактеристики.
Схема с общей базой:




Здесь база – общий электрод для входной и выходной цепи, ток которого является алгебраической суммой контурных входного и выходного токов.

Соотношения токов:

Параметры:

В кремниевых транзисторах, наиболее распространённых сегодня, Iкб0 пренебрежимо мал. Поэтому α=Iк/Iэ. Коэффициент передачи эмиттерного