Свойства элементов полупроводниковых ИМС

На полевых транзисторах

Вопросы, подлежащие изучению

 

• Свойства интегральных полевых транзисторов МДП.

• Свойства пассивных элементов на базе МДП-транзисторов.

• Свойства электронных ключей на МДП-транзисторах с одним типом канала и с разными типами канала-(КМДП).

 

Пояснения к изучаемым вопросам

 

В МДП-ИМС используются структуры с одним типом каналов (n- МДП, p- МДП) или двумя типами каналов (комплиментарные, КМДП). Необходимо ясно понимать, что важным преимуществом МДП-ИМС по сравнению с биполярными ИМС является упрощение технологии изготовления и соответственно больший процент выхода годных изделий и меньшая стоимость. МДП-активные элементы занимают значительно меньшую площадь на подложке и позволяют реализовать ИМС с очень высокой степенью интеграции при малой потребляемой мощности. Следует обратить внимание на устройство и особенности КМДП-ИМС, являющихся в настоящее время одним из наиболее перспективных типов ИМС. Материал рекомендуется изучать по пособию [2, с. 339-343]. Свойства пассивных резисторов и особенности электронных ключей даны в пособии [2, с. 334-337; 1д, с. 75-88].

Контрольные вопросы

 

1. Изобразите структуру p- канального МДП-транзистора в полупро-водниковой ИМС.

2. Изобразите комплиментарную МДП-структуру в полупроводниковой ИМС.

3. Как включается МДП-транзистор в качестве резистора нагрузки в электронном ключе?

4. Каковы основные особенности работы электронного ключа на комплиментарных МДП-транзисторах?

5. Что такое нелинейная динамическая нагрузка?

Содержание лекций

 

Лекция 1. Электрические свойства полупроводников. Зонная диаграмма полупроводников. Электропроводимость собственных и примесных полупроводников. Диффузионное и дрейфовое движения свободных носителей заряда. Неравновесные носители тока. Уравнение непрерывности.

Лекция 2. Свойства электронно-дырочного перехода. Состояние перехода в условиях равновесия и при прямом и обратном смещениях. Вольт-амперная характеристика   перехода. Особенности ВАХ-к реальных полупроводниковых диодов.

Лекция 3. Электрический и тепловой пробой p - n перехода. Зависимость напряжения пробоя от температуры и концентрации примесей в полупроводнике. Емкости  перехода. Эквивалентная схема

 перехода. Импульсные и частотные свойства p - n перехода. Выпрямляющий и омический контакты металл-полупроводник. Гетеропереходы.

Лекция 4. Специальные полупроводниковые диоды. Выпрямительные и ВЧ диоды, их параметры и характеристики. Импульсные и СВЧ диоды. Туннельный и обращенный диоды. Полупроводниковый стабилитрон и варикап. Принцип действия нелинейной емкости-варикапа. Вольт-фарадная характеристика прибора.

Лекция 5. Принцип работы биполярного транзистора. Явления инжекции, переноса, Экстракции носителей в биполярном транзисторе. Статические характеристики прибора в схеме включения с общей базой (ОБ). Статические характеристики биполярного транзистора при включении с общим эмиттером (ОЭ) Влияние температуры на статические характеристики.

Лекция 6. Малосигнальные Т-образные эквивалентные схемы, h -параметры транзисторов. Связь h -параметров с параметрами Т -образной эквивалентной схемы. Эквивалентные схемы в h -параметрах. Эквивалентная схема реальных транзисторов для больших сигналов. Частотные свойства транзисторов. Дрейфовые транзисторы. Импульсные свойства транзисторов. Мощные транзисторы.

Лекция 7. Принцип работы полевого транзистора. Модуляция сопротивления полупроводника с помощью  перехода. Статические характеристики полевого транзистора с управляющим  переходом.

Лекция 8. Модуляция сопротивления полупроводника с помощью поперечного электрического поля: эффект поля. Полевые транзисторы с изолированным затвором – МДП полевые транзисторы. МДП-транзисторы с встроенным и индуцированным каналами. Влияние температуры на характеристики полевых транзисторов. Работа полевых транзисторов на высокой частоте.

Лекция 9. Принцип работы тиристора. Статические характеристики диодного тиристора. Влияние управляющего тока в триодном тиристоре. Способы включения транзистора. Частотная характеристика прибора и основные его применения.

Лекция 10. Пассивные и активные компоненты интегральных схем. Свойства компонентов гибридных ИМС. Комплексная миниатюризация РЭА, классификация изделий микроэлектроники. Гибридные интегральные микросхемы, пассивные элементы, методы их получения.

Лекция 11. Свойства элементов полупроводниковых ИМС на биполярных транзисторах. Способы изоляции элементов в полупроводниковых ИМС. Активные и пассивные элементы полупроводниковых ИМС.

Лекция 12. Свойства элементов полупроводниковых ИМС на полевых транзисторах. Свойства интегральных полевых транзисторов МДП. Свойства пассивных элементов на базе МДП-транзисторов. Свойства электронных ключей на МДП-транзисторах с одним типом канала и с разными типами какала-(КМДП).