Проектирование интегральных микросхем. Шелохвостов В.П - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 2.1.12. Структуры элементов на полевом эффекте:
а – индуцированный (встроенный) приповерхностный канал; б – объемный канал: 1 – подложка;
2 – защитный диэлектрический слой; 3 – контакт стока; 4 – контакт затвора; 5 – контакт истока; 6 – область встроенного или
индуцированного канала; 7 – область стока; 8 – подзатворный диэлектрик; 9 – область истока; 10 – контакт к подложке; 11 –
обедненная область канала 6.
При напряжении на затворе Uз = 0 канал имеет наибольшую проводимость. Увеличение напряжения на
затворе создает большее сопротивление в канале за счет эффекта поля. Таким образом, возможно регулирование
выходного параметра транзистора в сторону его уменьшения, т.е. транзистор в исходном состоянии является
нормально открытым.
В отличие от показанного на рис. 2.1.12, а, в структуре с индуцированным каналом между истоком 9 и стоком 7
сохраняется проводимость подложки, т.е. p-тип проводимости. Создание на затворе 4 положительного смещения
приводит к отталкиванию дырок из области канала и накоплению здесь электронов, а соответственно появлению
проводимости между истоком и стоком.
Приведенные структуры называют n-канальными, поскольку ток в них организуется за счет электронов от
донорных примесей. Транзисторы p-канальные выполняются на подложке n-типа созданием p+-областей истока и
стока, между которыми организуется либо индуцированный канал с носителями дырками за счет
соответствующего смещения на затворе, либо проводится дополнительное легирование области канала
акцепторами для изменения типа проводимости (встроенный канал p-типа).
Транзисторы с объемным каналом (рис. 2.1.12, б) выполняются на подложках с малым сопротивлением и
конструктивно отличаются тем, что под затвором создается область противоположной проводимости. При
определенном смещении на затворе вокруг этой области создается обедненный основными носителями слой.
За счет этого уменьшается или увеличивается сечение проводящего объема транзистора и меняется выходной
параметр.
Униполярные транзисторы имеют ряд преимуществ перед биполярными, поскольку в них меньше
уровень шумов, большая стойкость к радиационным излучениям, они более устойчивы в отношении
перегрузок, имеют высокое входное сопротивление. Из недостатков следует отметить меньшее
быстродействие, большую временную нестабильность, худшую технологическую воспроизводимость
параметров.
Резисторы больших номиналов в МДП-микросхемах используются в качестве нагрузочных. Их
проектирование следует считать нецелесообразным из-за того, что резисторы даже с номиналами в десятки
килоом оказываются в несколько раз больше площади всей микросхемы. Далее между резистором и подложкой
образуется значительная паразитная емкость и это ухудшает частотные свойства схемы.
По указанным выше причинам в качестве резисторов нагрузки используют так называемые нагрузочные
МДП-транзисторы. От активных элементов они несколько отличаются геометрией канала, кроме того выходной
параметр достигается подбором потенциала на затвор.
Конденсаторы на базе МДП-транзисторов проектируются с использованием емкости затвор–подложка,
сток(исток)–подложка (рис. 2.1.13). Наиболее часто встречающиеся электрические параметры показаны в табл.
2.1.7.

Страницы