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

Az előadások a következő témára: "Bipoláris integrált áramkörök alapelemei Elektronika I. BME Elektronikus Eszközök Tanszéke Mizsei János 2004.március."— Előadás másolata:

1 Bipoláris integrált áramkörök alapelemei Elektronika I. BME Elektronikus Eszközök Tanszéke Mizsei János 2004.március

2 Bipoláris IC alkatrészek Egy bipoláris IC részlete pásztázó elektronmikroszkóppal leképezve

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

4 A technológiai lépéssor Epitaxiális réteg növesztése (n) a teljes felületre, oxidmarás után

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

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

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

8 A technológiai lépéssor Oxid ablak kinyitása a kontaktus területeken, *5 maszk, fémezés, fém kimarása, *6 maszk

9 Bipoláris IC alkatrészek a szigetelés -diffúzió

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

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

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

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

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

15 Bipoláris IC alkatrészek Bázisdiffúziós ellenállás x N(x)

16 Bipoláris IC alkatrészek Bázisdiffúziós ellenállás, meander alakban hajtogatva

17 Bipoláris IC alkatrészek értéke néhányszor 100 k  (kb.) emitter diffúzió bázisdiffúzió “megnyomott” bázisdiffúziós ellenállás

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

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

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

21 Bipoláris IC alkatrészek MOS (fém-SiO 2 -n + ) kondenzátor egy műveleti erősítőben Értéke: kb. 30pF MOS: 3-400pF/mm 2 EB: 1000pF/mm 2 CB: 150pF/mm 2

22 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)