Головна

інтегральні діоди

  1. вакуумні діоди
  2. Питання 15. Інтегральні показники ефективності. NPV, IRR, PP, PI
  3. випрямні діоди
  4. випрямні діоди
  5. випрямні діоди
  6. випрямні діоди
  7. Випрямляють властивість р-п переходу, Напівпровідникові діоди, ВАХ і параметри діодів.

Діоди в інтегральних мікросхемахпризначені для виконання ряду логічних функцій перемикання електричних сигналів, випрямлення електричного струму, детектування сигналів.

Раніше діоди ІС виконувалися у вигляді структури з двох областей з різним типом електропровідності, т. Е. У вигляді звичайного р-п-переходу. В останні роки в якості діодів стали застосовуватися біполярні транзистори в діодному включенні. Будь-який з р-n-переходів транзисторної структури, а також їх комбінація можуть бути використані в якості інтегрального діода. Це виявилося зручним для виробництва. Можливі п'ять варіантів діодного включення транзистора. Вони показані на рис. 4.2 і дещо відрізняються один від одного параметрами.

У варіанті БК - Е замкнуті накоротко база і колектор. У такого діода час відновлення, т. Е. Час перемикання з відкритого стану в закрите, найменше - одиниці наносекунд. У варіанті Б - Е використовується тільки емітерний перехід. Час перемикання в цьому випадку в кілька разів більше. Обидва ці варіанти мають мінімальну ємність (десяті частки пікофарад) і мінімальний зворотний струм (0,5 - 1,0 нА), однак і мінімальне пробивна напруга. Останнє несуттєво для низьковольтних ІС.

а

б

в

г

д

Мал. 4.2. Схема діодного включення і конструкції

інтегральних біполярних діодів типів:

а - база - емітер (Б - Е); б - База - колектор (Б - До);

в - База колектор - емітер (БК - Е);

г - База емітер - колектор (БЕ - До);

д - База - емітер колектор (Б - ЕК);

Со- Ємність діода між анодом і катодом;

Cg - Паразитна ємність на підкладку; П - підкладка

варіант БЕ - До, В якому закорочені база і емітер, і варіант Б - До (Сиспользованием одного колекторного переходу) по часу перемикання і ємності приблизно рівноцінні варіанту Б - Е, але мають більш високу пробивну напругу (40 - 50 В) і більший зворотний струм (15 - 30 нА). варіант Б - ЕК з паралельним з'єднанням обох переходів має найбільший час перемикання (100 нс), найбільший зворотний струм (до 40 нА), трохи більшу ємність і таке ж мале пробивна напруга, як і в перших двох варіантах.

Еквівалентні схеми включення транзисторних структур як діодів містять власну ємність діода і паразитні ємності, які мають істотний вплив на характеристики діодів.

Пробивні напруги діодів залежать від типу використовуваного переходу. Якщо застосовується невеликий емітерний перехід з сильно легованої областю емітера, то пробивні напруги невеликі. Навпаки, при використанні протяжного, слаболегірованних колекторного переходу пробивні напруги досить великі.

Зворотні струми Iобр є по суті струмами термогенерации, залежні від обсягу р-n-переходу. Тому вони мають великі значення у діодів, в яких використовується великий колекторний перехід.

В цілому оптимальним варіантом для інтегральних схем є структури типу БК - Э на основі переходу «база-емітер» з закороченому на базу колектором і тип Б - Э на основі переходу «база-емітер» з розімкненим ланцюгом колектора.

В інтегральних схемах використовуються також діоди Шотткі, що представляють собою контакт металу з кремнієм, легованих донорной домішкою (менше 1017 см-3).

На рис. 4.3 наведені конструктивні рішення планарних діодів Шотткі:

- Конструкція з охоронним кільцем з р+-області кремнію дозволяє виключити сильні електричні поля на краях (а);

- Діод Шотткі з розширеним електродом дозволяє уникнути пробою (б);

- Конструкція з випрямляють і омічними контактами (в).

а

б

в

Мал. 4.3. Конструктивні рішення планарних діодів

Шотткі: 1 - метал, який утворює бар'єр Шотткі; 2 - метал, який утворює омічний контакт

Як матеріал найчастіше використовують алюміній. Для якісних діодів Шотткі в якості матеріалу використовують сплав платини і нікелю NixPt1x утворює з кремнієм силіцидних шар. змінюючи значення х, можна отримати висоту бар'єрів від 0,64 еВ при х = 0 (або 100% Ni) до 0,84 еВ при х = 100% (або 100% Pt).

Інтегральні МДП-транзисторні діодиформуються також на базі р-п-переходів транзисторів з індукованим каналом в підкладках різного типу електропровідності (рис. 4.4).

Рис.4.4. Інтегральні МДП-транзисторні діоди

на базі витік-підкладка, стік підкладка

ізоляція елементів | інтегральні резистори

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати