Физическая структура

Эквивалентная схема используется для анализа процессов в транзисторе и для вывода расчетных соотношений между током и напряжением. Эквивалентные схемы подразделяются на формальные и физические. Формальные схемы представляют собой схемную реализацию уравнений, описывающих четырехполюсник, причем элементы такой схемы не связаны с процессами, лежащими в основе действия прибора, описываемого уравнениями четырехполюсника. Физическая эквивалентная схема состоит из элементов, отражающих физическую природу явлений в транзисторной структуре и дающих представление о внутренней взаимосвязи этих явлений. При построении эквивалентных схем учитываются процессы инжекции, экстракции, рекомбинации, перемещения носителей заряда, а также модуляция ширины базы, зарядные и диффузионные емкости, объемные сопротивления слоев транзистора, собственные шумы в структуре и др.

Физическая эквивалентная схема. Кроме статических эквивалентных схем, получаемых при применении формальных приемов линеаризации в.а.х. транзистора, часто, особенно при анализе работы транзистора в активном режиме, используют физические эквивалентные схемы транзисторов — Т- и П-образные. Указанные эквивалентные схемы по сути дела являются моделями транзистора, отражающими физические, связанные с принципом его работы, параметры и явления: сопротивления базы, открытого эмиттерного и закрытого коллекторного переходов, явление диффузии и дрейфа носителей.

С помощью Т-образной схемы замещения транзистора эквивалентную схему каскада приведем к виду, показанному на 3.37, где гвх = ивх /f'BX- В данной схеме гвх = («Уб + ^эУ'б = гй + (В + 1)гэ> гДе Лвх = 'вха = йна. т. е физическая эквивалентная схема транзистора позволила установить связь между параметром А1)а, получаемым при линеаризации входных характеристик, и физическими параметрами транзистора.

6.5. Физическая эквивалентная схема нолевого транзистора

Физическая эквивалентная схема полевого транзистора с изолированным затвором аналогична физической эквивалентной схеме полевого транзистора с управляющим переходом (см. 6.5). Однако в связи с тем что затвор изолирован от полупроводника слоем диэлектрика, активные сопротивления между затвором и истоком, между затвором и стоком оказываются очень большими. Поэтому ими можно пренебречь даже на относительно малых частотах по сравнению с параллельно включенными емкостными сопротивлениями. Можно пренебречь также очень малыми сопротивлениями гии гс, которые представляют собой дифференциальные сопротивления сильнолегированных областей полупроводника под истоком и стоком.

Физическая эквивалентная схема транзистора 235, 245

Физическая эквивалентная схема полевого транзистора с управляющим р-п переходом предста-

16-15. Физическая эквивалентная схема МДП транзистора с изолированным затвором.

Иной вид имеет физическая эквивалентная схема М ДП транзистора с изолированным затвором ( 16-15). Генераторы: тока SUimn SnUn отображают усилительные свойства транзистора и возможность управления током /с как напряжением затвор — исток ?/зи, так и напряжением на подложке ?/п, элемент Ric представляет выходное дифференциальное сопротивление прибора. Сопротивления затвора и подложки представлены двумя элементами каждое, причем, как правило, Ran > Лпи и Лзс ;> ЛПс- Емкости затвора и подложки также представлены двумя элементами (Caw, C3C и Спи, Сас). В реальных транзисторах обычно Сзи > СШ1, а Сзс > Спс.

Физическая эквивалентная схема полевого транзистора с управляющим р-п переходом предста-

16-15. Физическая эквивалентная схема МДП транзистора с изолированным затвором.

В книге рассмотрены схемотехника, физическая структура и основные принципы построения БИС и СБИС на биполярных и полевых приборах, приведена классификация полупроводниковых интегральных микросхем и их элементов по структурно-технологическим и схемотехническим признакам.

ФИЗИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ

Под физической структурой ИМС понимают совокупность диэлектрических, металлических (слоев), полупроводниковых областей различного типа электропроводности и границ между ними, специальным образом сформированную для реализации схемотехнических функций. Таким образом, физическая структура ИМС является результатом конструктивно-технологической реализации схемотехнических функций.

ГЛАВА 3. Физическая структура полупроводниковых интегральных микросхем............ 80

Выбранная физическая структура транзистора используется для расчета остальных элементов ИМС.

Одним из способов существенного повышения быстродействия логических МДП ИМС, которые базируются на стандартной технологии, является создание комплементарных МДП структур, в состав которых входят МДП транзисторы с каналами р- и п-типов, сформированные на общей подложке и работающие в режиме обогащения (с индуцированным каналом). Логические ИМС на комплементарных МДП структурах характеризуются малым потреблением мощности в статическом режиме, высокими быстродействием и помехоустойчивостью, достигающей 40% напряжения питания схемы. Электрическая схема комплементарной пары МДП транзисторов (комплементарного инвертора) приведена на 18-1,а, а упрощенная физическая структура-—на 18-1,6. Уникальные электрические характеристики комплементарных МДП ИС (быстродействие, потребляемая мощность, помехоустойчивость) определяются принципом их построения. В стационарном состоянии один из транзисторов всегда закрыт (находится в режиме отсечки канала), поэтому величина тока стока открытого транзистора определяется токами утечки одного из стоковых р-п переходов и составляет при нормальной температуре единицы наноампер, что обеспечивает мощность рассеяния в статическом режиме порядка 10~8 Вт на

Физическая структура 319 Эпик — ПШШРГЧ- 98°,

На свойства полимеров влияет не только их химический состав и строение, но также и физическая структура вещества. В полимерах с регулярной структурой макромолекул, т. е. когда наблюдается определенный лорядок в чередовании элементарных звеньев, воа-можно наличие кристаллических областей, характеризуемых строго

Фазовый состав отложений не сообщался, но, вероятно, присутствовали шпинель, РезСч или у-Ре2О3. Физическая структура

МДП-транзистор. На 1.1 показана физическая структура МДП-транзистора, которая создается на подложке из кремния р- или «-типа. На ней формируются две области с проводимостью противоположного типа, называемые истоком (И) и стоком (С), между которыми располагается токопроводящий участок —затвор (3), отделенный от подложки тонким слоем диэлектрика. Исток, сток и затвор в МДП-транзисторе соответствуют эмиттеру, коллектору и базе в биполярном транзисторе. При этом, однако, управление в МДП-транзисторе осуществляется не током, как в биполярном транзисторе, а напряжением, что обусловлено принципиально различными физическими процессами, происходящими в обеих структурах.

На 1.4 показана физическая структура комплементарного инвертора, содержащая указанную схему защиты, и ее эквивалентная схема. В зависимости от места появления статических зарядов и возникающей при этом разности потенциалов может быть шесть различных вариантов формирования цепей разряда ( 1.5). В расчеты напряжения на подзатворном диэлектрике в зависимости от варианта могут входить напряжение прямого смещения 0+ (~1 В), напряжение пробоя обратно смещенного перехода U~ {<—'30 В) и падение напряжения на открытом канале Up (-~4 В).