Cтраница 3
В интегральных схемах существенное значение имеет проблема взаимной электрической изоляции нескольких транзисторов и окружающих их элементов. В МОП-структурах, в которых рабочий ток протекает в приповерхностном слое, трудности при решении этой проблемы не более серьезны, чем в биполярных схемах. По мере уменьшения размеров элементов и повышения плотности их интеграции значение проблемы взаимной изоляции еще более возрастает. Кроме того, при экспонировании УФ-облучением с короткой длиной волны ввиду малой глубины резкости желательно работать со структурами с хорошей плоскостностью лицевой поверхности. Следовательно, в этой ситуации еще более необходимы соответствующие разделительные структуры для взаимной изоляции. Но в каждом случае при решении этой проблемы следует по возможности уменьшать число фотошаблонов, используемых для формирования структур с взаимной изоляцией элементов, упрощать процесс изготовления и уменьшать площадь разделительных элементов структуры. Ниже рассмотрены конструкции, спроектированные с учетом такого подхода к проблеме. [31]
Большие интегральные схемы на МДП транзисторах характеризуются значительно меньшим потреблением мощности как по цепям питания, так и по цепям управления. Потребление мощности в динамических и особенно в схемах на МДП транзисторах с каналами взаимодополнительных типов проводимости на несколько порядков меньше, чем в биполярных схемах. В частности, динамическое п-канальное МДП ОЗУ в режиме запись - считывание потребляет ilOO мкВт / бит, а в режиме хранения всего 1 мкВт / бит, для К-МДП схем потребление мощности в режиме хранения достигает 1 нВт / бит. [32]
Металл-оксидный полупроводник ( МОП), особенно дополнительный металл-оксидный полупроводник ( ДМОП) и биполярные технологии являются родовыми технологиями в производстве полупроводников. В качестве основных компонентов монолитных интегральных схем эти транзисторы придают интегральным схемам их отличительные признаки. Биполярные схемы предпочтительны для систем, где необходима максимальное быстродействие в логических операциях. С другой стороны МОП схемы предпочтительны для систем, в которых требуется высокая плотность компонентов и низкое потребление энергии. Схемы ДМОП имеют самые низкие требования по мощности. Таким образом, они желательны в случаях, когда обеспечение питанием ограничено или когда может потребоваться охлаждение схемы. Дополнительное сочетание биполярной и МОП технологий реализуется в БИДМОП технологии, которая сочетает скорость биполярных схем с высокой степенью интеграции и малым потреблением энергии ДМОП схем. [33]
![]() |
Генератор с укороченным рабочим циклом. [34] |
Следует отметить, в частности, их способность функционировать при очень низких напряжениях питания ( до 1 В. Все перечисленные кристаллы ( табл. 5.3), кроме исходной схемы 555 и XR - L555, сделаны по КМОП-техно-логии. Последняя же схема является микромощной биполярной схемой 555 и проявляет свою родословную в виде здоровенной нагрузочной способности и хорошей температурной стабильности. [35]
![]() |
Схемы ячеек ЗУ статического типа на МДП-транзисторах р-типа. [36] |
Значительное снижение потребляемой мощности МДП-ЗУ достигается за счет применения технологии дополняющих МДП-транзисто-ров. Отличием схемы рис. 9.7, а от ранее рассмотренной схемы рис. 9.6, а является применение в качестве запоминающего элемента триггера на МДПДТ, что уменьшает потребляемую мощность в режиме хранения информации до долей мкВт / бит. Быстродействие ЗУ на МДПДТ соответствует быстродействию биполярных схем, а помехоустойчивость в несколько раз выше. [37]
Как и в предыдущей схеме, для развязки этого сигнала ( источник с высоким полным выходным импедансом) используется ОУ. Следует отметить, что в этом случае необходимо применять КМОП-схему 555, в частности при подаче на схему напряжения питания 5 В, поскольку ее функционирование зависит от максимального двойного перепада выходного напряжения. Например, напряжение выходного сигнала ВЫСОКОГО уровня биполярной схемы 555 в типовом случае ниже максимального положительного перепада на падение напряжения на двух диодах ( схема Дарлингтона на п-р-п-транзисторах), что составит 3 8 В при напряжении источника питания 5 В; следовательно, остается всего 0 5 В падения напряжения ( при верхнем значении сигнала) на последовательно включенную пару регуляторов тока, что явно недостаточно для включения регулятора тока ( требуется приблизительно 1 В) и последовательного диода ( 0 6 В), построенного из полевого транзистора с р-п-первхо-дом. [38]
Электрохимическое полирование проводится в обычных гальванических ваннах, причем обязателен, как и в других случаях анодной обработки, плотный контакт подвесного приспособления с деталями и электродной штангой. Ленты, проволоку, трубы обрабатывают при непрерывном их протягивании на специальных установках, часто одновременно с циркуляцией электролита. Подача тока на обрабатываемое изделие осуществляется по биполярной схеме. [40]
![]() |
Многоступенчатые логические схемы на МДП-транзисторах р-типа. [41] |
Это объясняется тем, что при увеличении числа ярусов схемы И требуются МДП-транзисторы с более высокой крутизной чем в схемах ИЛИ-НЕ, для сохранения одинакового суммарного сопротивления последовательно включенных транзисторов. Кроме того, ярусное включение транзисторов усложняет топологию и снижает степень интеграции МДП-ИС р-типа. Вместе с тем, ярусное включение позволяет создавать логические схемы, обладающие большей гибкостью, чем биполярные схемы, при построении сложных функциональных узлов. На рис. 1.34 представлены сложные логические схемы МДП-ИС р-типа, реализующие функции ИЛИ-И-НЕ, И-ИЛИ-НЕ и ИЛИ-И-ИЛИ-НЕ. [42]
Несмотря на отмеченные недостатки преимущества совместного использования на едином кристалле ма зи-цы ЗЭ и части обслуживающих схем настолько очевидны, что практически все выпускаемые в настоящее время интегральные ЗУ содержат на кристалле значительную часть обслуживающих схем. Кроме того, эти схемы в необходимых случаях обеспечивают усиление сигналов и служат в качестве буферных схем, обеспечивающих согласование МДП БИС с внешними биполярными схемами. [43]
Подавляющее большинство элементов биполярных ИС памяти строится на приборах, функционально более сложных, чем традиционный транзистор. Это много-эмиттерные транзисторы, транзисторы с диодами Шот-тки, биполярные приборы, совмещающие в себе транзисторы, резисторы и диоды и выполняющие функции отдельных инверторов или нелинейных нагрузочных резисторов ( HP); наконец, приборы с совмещенной транзисторной ( р-п - р и п-р - п) структурой, к которым относятся тиристоры и инжекционные ключи. Их применение позволяет прежде всего сократить размеры элемента памяти ( ЭП) на кристалле. Однако функциональное усложнение активных компонентов биполярных схем влечет за собой усложнение их структуры и топологии и, следовательно, методов анализа и расчета приборов. [44]
Прикладывая напряжение к затвору, можно изменять ток в канале ( при постоянном напряжении на стоке), а значит, менять сопротивление канала. Транзисторы МОП-типа в отличие от биполярных управляются напряжением и в этом смысле являются аналогом электронных ламп. На рис. 2.23 показаны три варианта выполнения схемы НЕ на МОП-транзисторах с индуцируемыми каналами. Микросхемы на МОП-транзисторах имеют ряд преимуществ по сравнению с биполярными схемами. Они конструктивно просты, технологичны, имеют высокую помехоустойчивость и малую мощность рассеивания. МОП-вентиль занимает гораздо меньшую площадь на поверхности подложки по сравнению с биполярным ключом. Это позволяет получить микросхемы с числом эквивалентных ключей до 100000 на одном кристалле. [45]