集成電路中的元器件及其寄生效應(yīng)教學(xué)課件ppt(已修改)
2025-01-31 09:10 本頁面
【正文】 微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 1 第二章 集成電路中的元器件及其寄生效應(yīng) 元器件是組成集成電路的基本元素，其結(jié)構(gòu)和性能直接決定著集成電路的性能。 微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 2 167。 21 集成電路中的NPN晶體管 微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 3 思考題 NPN管與分立 NPN管有什么不同？ ？如何減小或消除？ ？ ？ 微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 4 集成 NPN晶體管的結(jié)構(gòu) E(N+) B(P) C(N) NPN S(P) PNP 平面圖 PSub N–epi P+ P+ P N+ N+ C E B 剖面圖 E B C S N+ P N P 等效結(jié)構(gòu)圖 等效電路圖 微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 5 集成 NPN晶體管與分立 NPN晶體管的差別 PSub N–epi P+ P+ P N+ N+ C E B E(N+) B(P) C(N) NPN S(P) PNP （ 1） 四層三結(jié)結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了一個(gè)寄生的 PNP晶體管（有源寄生） （ 2） 電極都從上表面引出，造成電極的串聯(lián)電阻和電容增大（無源寄生） 微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 6 集成 NPN晶體管的有源寄生效應(yīng) （ 1） NPN晶體管正向有源時(shí) PSub N–epi P+ P+ P N+ N+ C E B E(N+) B(P) C(N) NPN S(P) PNP VBC0 VSC0 寄生 PNP晶體管截止 , 等效為寄生電容 E(N+) B(P) C(N) NPN CJS 微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 7 集成 NPN晶體管的有源寄生效應(yīng) （ 2） NPN晶體管飽和或反向有源時(shí) PSub N–epi P+ P+ P N+ N+ C E B E(N+) B(P) C(N) NPN S(P) PNP VBC0 VSC0 寄生 PNP晶體管正向有源導(dǎo)通 。 有電流流向襯底，影響 NPN晶體管的正常工作。 微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 8 集成 NPN晶體管的有源寄生效應(yīng) （ 3）減小 有源寄生效應(yīng)的措施 PSub N–epi P+ P+ P N+ N+ C E B 增加 n+埋層 ① 加大了寄生 PNP晶體管的基區(qū)寬度 ② 形成了寄生 PNP晶體管基區(qū)減速場 E(N+) B(P) C(N) NPN S(P) PNP 微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 9 多結(jié)晶體管 EM模型 （ 1） 定義及結(jié)電流 E B C S N+ P N P IE IB IS IC I1 I2 I3 VBE VBC VSC 端電流的定義 結(jié)電流的定義 結(jié)電壓的定義 I1 I2 I3 = 1 A 0 B 1 C 0 D 1 IES (eVBE/VT1) ICS (eVBC/VT1) ISS (eVSC/VT1) A= I1 I2 VBE=0 VSC=0 = ?R B= I2 I1 VBC=0 VSC=0 = ?F C= I2 I3 VBE=0 VBC=0 = ?SR D= I3 I2 VBE=0 VSC=0 = ?SF 1 ?R 0?F 1 ?SR 0 ?SF 1微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 10 多結(jié)晶體管 EM模型 （ 2） 直流模型表達(dá)式 E B C S N+ P N P IE IB IS IC I1 I2 I3 VBE VBC VSC I1 I2 I3 IE IB IC IS = 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 = 1 ?R 0 1?F 1?R ?SR ?F (1?SF) (1?SR) 0 ?SF 1 IES (eVBE/VT1) ICS (eVBC/VT1) ISS (eVSC/VT1) 微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 11 多結(jié)晶體管 EM模型 （ 3） 直流模型等效電路 IE IB IS IC B E C S IDE IDC IDS ?R IDC ?F IDE ?SF IDC ?SR IDS rB rCS rSS rE 微電子中心 HMEC 集成電路設(shè)計(jì)原理 2022年 7月 來逢昌 HIT MicroElectronics Center 12 多結(jié)晶體管 EM模型 （ 4） 瞬態(tài)模型等效電路 IE IB IS IC B E C S IDE IDC IDS
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