Bipoláris integrált áramkörök alapelemei Elektronika I. BME Elektronikus Eszközök Tanszéke Mizsei János, Székely Vladimír 2004.március

Bipoláris IC alkatrészek Egy bipoláris IC részlete pásztázó elektronmikroszkóppal leképezve

Az npn IC tranzisztor szerkezete

A technológiai lépéssor A (p+) hordozóba eltemetett réteg (n+) készül (diffúzió, oxid ablakon keresztül, *1 maszk)

A technológiai lépéssor Oxidmarás után Epitaxiális réteg növesztése (n) a teljes felületre

A technológiai lépéssor Szigetelő (p+) tartományok kialakítása oxid ablakon keresztüli diffúzióval, *2 maszk

A technológiai lépéssor Bázisréteg (p) diffúziója, oxid ablakon keresztül, *3 maszk

A technológiai lépéssor Emitter (és kollektor) diffúziója (n+), oxid ablakon keresztül, *4 maszk

A technológiai lépéssor Oxid ablak kinyitása a kontaktus területeken, *5 maszk,

A technológiai lépéssor Fémezés, fém kimarása, *6 maszk

Bipoláris IC alkatrészek a szigetelés -diffúzió

Bipoláris IC alkatrészek npn (vertikális) tranzisztor Hatásos emitter él a báziskontaktus oldalán (I=2 A/cm)

Bipoláris IC alkatrészek npn tranzisztorok Technológia: az npn (vertikális) tranzisztorokra optimálva Hatásos emitter él a báziskontaktus oldalán (I=2 A/cm), EB letörés: 5-6 V, CB letörés 40-50 V, fT=800-900 MHz

Bipoláris IC alkatrészek npn tranzisztorok Technológia: az npn (vertikális) tranzisztorokra optimálva Hatásos emitter él a báziskontaktus oldalán (I=2 A/cm), EB letörés: 5-6 V, CB letörés 40-50 V, fT=800-900 MHz

Bipoláris IC alkatrészek npn tranzisztorok Helytakarékos megoldások: két tranzisztor közös zsebben, multiemitteres tranzisztor

Bipoláris IC alkatrészek npn tranzisztorok Hatásos emitter él a báziskontaktus oldalán (I=2 A/cm)

Bipoláris IC alkatrészek Bázisdiffúziós ellenállás x N(x)

Bipoláris IC alkatrészek Egy szigetben több ellenállás is lehet. A sziget +UCC -re kötendő!

Bipoláris IC alkatrészek Bázisdiffúziós ellenállás, meander alakban hajtogatva

Mi kell ahhoz, hogy két ellenállás (alkatrész) NAGYON egyforma legyen? azonos rajzolat azonos pozíció közel egymáshoz NEM minimális méret azonos hőmérséklet

Bipoláris IC alkatrészek “megnyomott” bázisdiffúziós ellenállás

Bipoláris IC alkatrészek “megnyomott” bázisdiffúziós ellenállás értéke néhányszor 100 kW (kb.) emitter diffúzió bázisdiffúzió Enyhén nemlineáris Feszültsége korlátozott

Bipoláris IC alkatrészek “zömök” emitterdiffúziós ellenállás (vezeték keresztezés) értéke kb. 2 W

Bipoláris IC alkatrészek laterális pnp tranzisztorok

Bipoláris IC alkatrészek laterális pnp tranzisztorok Több is lehet egy zsebben!

Bipoláris IC alkatrészek laterális, „szektor” pnp tranzisztorok Önmagában áramtükör!

Bipoláris IC alkatrészek laterális, „szektor” pnp tranzisztorok Köralakúak is léteznek! I I I 3I

Bipoláris IC alkatrészek vertikális pnp tranzisztor n+ eltemetett réteg ellenütemű erősítő (B)

Bipoláris IC alkatrészek A “vékonyréteg” kondenzátor dox: 0,1 m (50 V) Cfajl: 3-400pF/mm2

Bipoláris IC alkatrészek Vékonyréteg (fém-SiO2-n+) kondenzátor egy műveleti erősítőben Értéke: kb. 30pF Cfajl: 3-400pF/mm2

Bipoláris IC alkatrészek pn átmenet mint kondenzátor A tértöltési kapacitás kihasználható, de feszültségfüggő (nemlineáris) nem kaphat nyitó feszültséget ! EB: 1000pF/mm2 (5 V-ig ! ) CB: 150pF/mm2 (~50 V-ig )

Műveleti erősítő layout, alkatrész elrendezés T1, T2: NPN, bemeneti differenciálerősítő T3, T4: PNP, laterális T5, T6, T7: NPN V--: negatív táp. V++: pozitív táp. T10, T11, T13: PNP laterális tranzisztorok D1, D2: diódák T16-17: NPN darlington T19-21: egy zsebben 3 NPN tranzisztor R1, R6: nagy ellenállások R7: megnyomott ell. R8, R9: kis ellenállások T22: PNP vertikális T23: NPN vertikális (nagyáramúak)