Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Реферат - Структуры интегральных схем - файл 1.doc


Реферат - Структуры интегральных схем
скачать (498 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc498kb.20.12.2011 10:33скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА
РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ


СТРУКТУРЫ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

Оглавление

Введение 3

Классификация Интегральные микросхемы 3

Структуры интегральных схем 7

конструкции активных элементов полупроводниковых микросхем по биполярной технологии 7

Транзисторы типа n–p–n. 7

Транзисторы типа p–n–p. 11

Многоэмиттерные транзисторы (МЭТ). 13

Многоколлекторные транзисторы (МКТ). 14

Составные транзисторы. 15

Интегральные диоды и стабилитроны. 16

Диод Шотки и транзистор с диодом Шотки. 17

конструкции активных элементов полупроводниковых микросхем на основе полевых транзисторов 19

Конструкция МДП–транзисторов в микросхемах с
алюминиевой металлизацией. 22

МНОП–транзисторы. 24

МОАП–транзисторы 25

Конструкции МДП–транзисторов с
поликремневыми затворами. 25

Конструкции Д–МДП–транзисторов. 27

Конструкции V–МДП–транзисторов. 29

Конструкции МДП–транзисторов на
диэлектрической подложке. 30

Конструктивно–технологические варианты
исполнения КМДП–БИС 31

МДП–элементы полупроводниковых постоянных
запоминающих устройств 32

^ Пассивные элементы полупроводниковых микросхем 40

Интегральные резисторы. 40

Интегральные конденсаторы. 43

методы Изоляции элементов друг от друга в микросхемах 45

Структуры ИС на полупроводниках AIIIBV. 48

литература 51



Введение


Полупроводниковая интегральная схема (ИС) изготовляется на подложке монокристаллического кремния площадью 1…10 мм2. На столь малой площади располагается несколько десятков (иногда сотен) пассивных и активных интегральных элементов: транзисторов (полевых, биполярных, p–n–p- и n–p–n-типов, малосигнальных, мощных импульсных), диодов, резисторов, конденсаторов. Эти элементы объединяются в схему, которая должна удовлетворять нескольким требованиям: иметь заданные электрические параметры, быть многофункциональной в применении, технологичной для массового производства, обладать малой себестоимостью и большой надежностью.
^

Классификация Интегральные микросхемы


Интегральная микросхема – это конструктивно законченное микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования информации, содержащее некоторое количество электрически связанных между собой электрорадиоэлементов (транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов и т.д.), изготовленных в едином технологическом цикле. Микросхемы изготавливают групповым методом по материалосберигающей технологии, тиражирую одновременно в одной партии от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч микросхем. По конструктивно–технологическому принципу микросхемы делятся на три группы: полупроводниковые, пленочные и гибридные.

В полупроводниковой интегральной микросхеме все элементы и межэлементные соединения выполняются в объеме и на поверхности полупроводниковой подложки.

В пленочной интегральной микросхеме все элементы и соединения между ними выполняются в виде пленок. В настоящее время методом пленочной технологии изготавливают только пассивные элементы – резисторы, конденсаторы и индуктивности. В зависимости от толщины пленки и способа создания элементов пленочные микросхемы делят на тонко– и толстопленочные. К первому типу относятся микросхемы толщина пленки в которых не превышает 1 мкм, а толщина пленки в толстопленочной микросхеме составляет 10…70 мкм.

В гибридных интегральных схемах в качестве активных элементов используются навесные дискретные полупроводниковые приборы или полупроводниковые интегральные микросхемы, а в качестве пассивных элементов используют пленочные резисторы, конденсаторы, индуктивности и соединяющие их пленочные проводники.

По функциональному назначению микросхемы подразделяются на аналоговые и цифровые. Если микросхема предназначена для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретных функций , то она называется цифровой (логической). К аналоговым относятся микросхемы, предназначенные для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции. В частном случае аналоговые микросхемы для преобразования и обработки сигналов, изменяющегося линейно, называют линейными.

Показатель сложности микросхемы является степень интеграции K, которая характеризует число содержащихся в ней элементов и компонентов N:

()

где ^ K округляется до ближайшего большего целого числа.

По степени интеграции микросхемы делятся на:

малые интегральные схемы (МИС) – это схемы 1…2 степени интеграции, в состав которых входят один или несколько видов функциональных аналоговых или логических элементов (логические элементы И, ИЛИ, НЕ, триггеры, усилители, фильтры и т.д.);

средние интегральные схемы (СИС) – схемы 2…3 степени интеграции, в состав которых входят один или несколько одинаковых функциональных узлов электронных устройств (регистр, дешифратор, счетчик, постоянно запоминающие устройство);

большие интегральные схемы (БИС) схемы 3…4 степени интеграции, в состав которых входят один или несколько функциональных устройств (арифметико–логическое устройство, оперативное запоминающие устройство и т.д.)

сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) – это интегральные схемы 5…7 степени интеграции, представляющие собой законченные микроэлектронные изделия, способные выполнять функции аппаратуры (однокристальные ЭВМ, микропроцессоры).


Табл. 1.

Классификация полупроводниковых микросхем по уровню интеграции

Уровень

число элементов и компонентов в одной микросхеме

интеграции

Цифровые микросхемы

Аналоговые




на МДП транзисторах

на биполярных транзисторах

микросхемы

МИС

 100

 100

 30

СИС

100…1000

100…500

30…100

БИС

1000…10 000

500…2000

100…300

СБИС

 10 000

 2000

 300



Наибольшей степенью интеграции обладают полупроводниковые микросхемы, затем тонкопленочные и, наконец толстопленочные и гибридными. Классификация полупроводниковых микросхем по уровню интеграции представлена в табл. 1.

Логические микросхемы на основе биполярных транзисторов по схемотехническому и конструктивно–технологическому исполнению разделяют на типы:

– резистороно–транзисторная логика (РТЛ) и ее модификация (с непосредственной связью, с емкостной связью и т.д.);

– транзисторно–транзисторная логика (ТТЛ) и ее модификация ( ТТЛ с диодами Шотки (ТТЛШ));

– эмиттерно–связанная логика (ЭСЛ);

– интегральная инжекционная логика (И2Л);

– инжекционно–полевая логика (ИПЛ).

Логические микросхемы на МДП транзисторах подразделяются на:

p–канальные (p–МДП);

n–канальные (n–МДП);

– комплементарные на взаимодополняющих p и n–канальных транзисторах (КМДП).

В настоящее время промышленность выпускает множество серий интегральных микросхем. Каждая из этих серий характеризуется следующими параметрами: быстродействие (задержка переключения); потребляемая мощность, произведение мощности на время задержки, запас помехоустойчивости, коэффициент разветвления по выходу, требования к напряжению питания, диапазон рабочих температур, плотность размещения элементов на кристалле, степень интеграции, стоимость и др. Сведения об этих характеристиках приведены в табл. 2.


Табл. 2.

Значение рабочих параметров элементов цифровых микросхем

Параметр

Биполярные

МДП




ТТЛ

ТТЛШ

ЭСЛ

И2Л

p-МДП

n-МДП

КМДП

Диапазон рабочих температур для общепромышленных серий, С

0…70

0…70

0…75

0…70

0…70

0…70

–40…+85

Напряжение питания для общепромышленных серий, В

5

5

–5,2

1,5

–10

5

3…15

Запас помехоустойчивости (наихудший), В

0,5

0,3

0,17

0,1

Зависит от процесса производства

0,3U

Коэффициент разветвления по выходу

10

10

25

1

20

25

50

Потребляемая мощность на логический элемент, мВт

10

20

25…50

50 мкВт

0,5

0,1…

1,0

50 нВт, статическая, зависит от частоты

Задержка переключения на логический элемент, нс

10

3

0,5…

2,0

10

100

1…10

10…50

Произведение мощность–задержка, пДж

100

60

25

0,5

50

0,7…

10

Зависит от частоты

Интегральная плотность логических элементов, мм2

15

15

15

100

100

150

70

Число ЭРЭ в логическом элементе на два выхода

9…12

14

10…12

3…4

3

3

4





  1   2   3   4



Скачать файл (498 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru