集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)ch(3)(參考版)
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【正文】 2022/2/4 51 小結(jié) ?同樣利用導(dǎo)體、絕緣體、 P型與 N型兩種導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體的不同組合和結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成連接線、電阻、電容、電感等無(wú)源元件。 2022/2/4 50 小結(jié) ?兩種類型的半導(dǎo)體結(jié)合形成 PN結(jié) ， 金屬與半導(dǎo)體結(jié)合形成肖特基結(jié) ， 金屬與重?fù)诫s半導(dǎo)體結(jié)合形成歐姆結(jié) 。這三類材料中，半導(dǎo)體材料最為關(guān)鍵。絕緣體主要包括 SiO SiON、 Si3N4等硅的氧化物和氮化物。 2022/2/4 49 小結(jié) ?集成電路由導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體三大類材料構(gòu)成。 2022/2/4 44 圖 (a) VgsVT, Vds=0V (b) VgsVT, VdsVgsVT (c) VgsVT, VdsVgsVT 溝道不再伸展到漏極，處于夾斷狀態(tài)，夾斷處的電壓降保持在 VdsVgsVT 。 對(duì)于 N溝 MOS器件而言 ， 將閾值電壓 VT＞ 0的器件稱為增強(qiáng)型器件 ， 閾值電壓 VT＜ 0的器件 ， 稱為耗盡型器件 。在這種情況下，閾值電壓變成負(fù)的電壓，稱其為夾斷電壓。 ?如果注入劑量足夠大，可使器件溝道區(qū)反型變成 N型的。 閾值電壓 VT 2022/2/4 42 改變閾值電壓 ?對(duì) NMOS晶體管而言，注入 P型雜質(zhì)，將使閾值電壓增加。 2022/2/4 41 ?引起溝道區(qū)產(chǎn)生強(qiáng)表面反型的最小柵電壓，稱為閾值電壓 VT。 電子在表面聚集到一定濃度時(shí) ， 柵下的 P型層將變成 N型層 ， 即呈現(xiàn)反型 。 在柵電極下沒(méi)有導(dǎo)電溝道形成 。 雙極型晶體管的放大作用就用正向電流放大倍數(shù) βF來(lái)描述 ,βF定義為： βF =IC/IB 2022/2/4 38 電流放大作用 發(fā)射結(jié)的注入 基區(qū)中的輸運(yùn)與復(fù)合 和集電區(qū)的收集 電子電流 雙極型晶體管的放大作用就用正向電流放大倍數(shù) βF來(lái)描述 ,βF定義為： βF =IC/IB 2022/2/4 39 MOS晶體管的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 n型M O S管p摻 雜 半 導(dǎo) 體 襯 底nn導(dǎo) 體絕 緣 體漏 極柵 極源 極耗 盡 型 電 路 符 號(hào)柵 極源 極漏 極襯 底增 強(qiáng) 型 電 路 符 號(hào)柵 極源 極漏 極襯 底p型M O S管n摻 雜 半 導(dǎo) 體 襯 底pp導(dǎo) 體絕 緣 體漏 極柵 極源 極柵 極源 極漏 極襯 底柵 極源 極漏 極襯 底耗 盡 型 電 路 符 號(hào) 增 強(qiáng) 型 電 路 符 號(hào)圖 MOS管的物理結(jié)構(gòu)與電路符號(hào) 歐姆接觸 2022/2/4 40 ?工作原理： 如果沒(méi)有任何外加偏置電壓 ， 這時(shí) ，從漏到源是兩個(gè)背對(duì)背的二極管 。 2022/2/4 36 了解集成電路材料 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) PN結(jié)與結(jié)型二極管 雙極型晶體管基本結(jié)構(gòu)與工作原理 MOS晶體管基本 結(jié)構(gòu)與工作原理 2022/2/4 37 雙極型晶體管基本結(jié)構(gòu)與工作原理 ? 由于晶體管有兩個(gè) PN結(jié)，所以它有四種不同的運(yùn)用狀態(tài)。工程中 ， 這種歐姆接觸通過(guò)對(duì)接觸區(qū)半導(dǎo)體的重?fù)诫s來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 2022/2/4 35 歐姆型接觸 ? 在半導(dǎo)體器件與集成電路制造過(guò)程中 ， 半導(dǎo)體元器件引出電極與半導(dǎo)體材料的接觸也是一種金屬 半導(dǎo)體結(jié) 。 擴(kuò)散電流 漂移電流 2022/2/4 33 PN結(jié)型二極管 (a) (b) (c) 圖 PN結(jié)二極管原理性結(jié)構(gòu)
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