Использование диодных структур в интегральных схемах

Диоды в микросхемах предназначены либо для того, чтобы выводить транзисторы из насыщения (фиксация транзисторов), либо для выполнения логических функций.

Любой из р-п переходов транзисторной структуры может быть использован для формирования диодов, но только два перехода база-эмиттер и база-коллектор действительно удобны для схемных применений. Пять возможных вариантов использования p-n переходов транзистора в качестве диода показаны на рис. 4.1. Параметры интегральных диодов приведены в табл. 4.1. Из анализа таблицы видно, что варианты различаются по электрическим параметрам. Пробивные напряжения Uпр больше у тех вариантов, в которых используется коллекторный переход. Обратные токи Iобр меньше у тех вариантов, в которых используется только эмиттерный переход, имеющий наименьшую площадь. Емкость диода между катодом и анодом Сд у варианта с наибольшей площадью переходов максимальна (Б-ЭК). Паразитная емкость на подложку С0 (считается, что подложка заземлена) минимальна у варианта Б-Э. Время восстановления обратного тока tв характеризующее время переключения диода из открытого в закрытое состояние, минимально у варианта БК- Э, так как у этого варианта заряд накапливается только в базе.

Оптимальными для микросхем вариантами являются БК-Э и Б-Э, причем чаше используется БК-Э. Пробивные напряжения (7 .8 В) достаточны для использования этих вариантов в низковольтных микросхемах.

Стабилитроны. Полупроводниковым стабилитроном называют полупроводниковый диод с быстрым нарастанием обратного тока при пробое р-п перехода и нормированным значением пробивного напряжения. Основное назначение стабилитронов - стабилизация напряжения. Интегральные стабилитроны могут быть сформированы на базе структуры интегрального транзистора в различных вариантах в зависимости от необходимого напряжения и его температурного коэффициента. Обратное включение диода Б-Э используют для получения напряжения 5 . 10 В с температурным коэффициентом +(2 .5) мВ/°С. Диод работает в режиме лавинного пробоя. Обратное включение диода БЭ-К применяют для получения напряжения 3 .5 В (явление прокола базы, температурная чувствительность -(2 .3) мВ/°С). Один или несколько последовательно включенных в прямом направлении диодов БК-Э могут быть использованы как источники напряжения, равного напряжению на открытом переходе (около 0,7 В) или кратного ему. Их температурная чувствительность -2 мВ/°С. В температурно компенсированном стабилитроне, сформированном на основе базового и эмиттерного слоя, при подаче напряжения между n+ слоями один переход работает в режиме лавинного пробоя, второй - в режиме прямого смещения. Температурная чувствительность напряжения на этих двух переходах имеет противоположный знак, поэтому суммарная температурная чувствительность такого стабилитрона менее ±2 мВ/°С.

полупроводниковый диод схема вольтамперный

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, псле выполнения задания на курсовую работу были более детально изучены общие сведения по диодам, физические принципы работы, технологии получения p-n перехода, использование диодных структур в интегральных микросхемах и другие особенности полупроводниковых приборов.

По разработанной методике был рассчитан p-n переход, полученный диффузионным методом.

Лучшие статьи по информатике

Расчет дешифратора
Проектирование и разработка базовых электронных схем и создаваемых из них более сложных систем как раз и составляют то, чем занимается электроника. Среди близ ...

Проектирование системы атмосферной оптической связи
В настоящее время на мировом рынке САОС прочно заняли определенную нишу, так как эта технология является вполне достойным конкурентом стационарной радиосвя ...

Принципиальная схема усилителя на основе полевых и биполярных транзисторов
Аналоговыми называются устройства, у которых сигналы являются непрерывными функциями времени. К основным классам аналоговых устройств относятся: усилители, ...