您好,欢迎访问三七文档
微电子学概论第三章庄庆德2003.8第三章VLSI基础•3.1IC(IntegratedCircuit)概述•3.2双极型集成电路基础•3.3MOS集成电路基础第三章VLSI基础•3.1IC(IntegratedCircuit)概述•集成度,特征尺寸,芯片(Chip),圆片(wafer)•功耗,延迟时间,可靠性•定义:在半导体或其他基板上制作含有多个器件的电路系统。•结构,成品率IC历史1947晶体管发明1952IC设想1958IC诞生1962DTL,TTL,MOS1968MOS存储器1971微处理器197864kRAM10万TrVLSI19851MDRAM225万TrVLSI目前0.18微米,CMOS技术,1G(109Tr)3.2双极集成基础3.2.1双极型集成电路中的晶体管Aln-SiipEBCn+pp+p+n+n+隐埋层隔离区平面图ECBBp型衬底隐埋层(n+)外延,生长n层隔离(P+)硼扩散(基区)磷扩散(e,c)引线孔Al引线双极型晶体管特性VceIce饱和线性截止双极型晶体管特性共发射极电流增益β集电极-发射极反向饱和电流Iceo基极-发射极反向饱和电流Ibeo集电极-基极反饱和电流Icbo集电极-发射极击穿电压BVceo特征频率fT最大耗散功率PmaxRTL电路ABVoutVH=1V,VL=0.2V速度慢,逻辑摆幅小,抗干扰差VccTTL电路多发射极输入VoutVH=1.4V,VL=0.2V,T1的抽取作用使截止速度提高在T3并联达林顿,提高输出能力,成为5管结构T1T2T3T4Vcc=5V典型双极型门电路的特性比较门电路结构延时(ns)功耗(mW)逻辑摆幅(V)评价TTL普通10103一般STTL肖特基钳位抗饱和3203高速LSTTL肖特基、低功耗9.523低功耗ECL2250.8高速金属栅,n沟道p-SiSGDn+n+3.3MOS集成基础3.3.1MOS集成电路中的晶体管MOS晶体管SGDp-Sip型衬底源漏扩散栅氧化引线孔Al引线MOS晶体管特性VdsIds饱和线性截止MOS晶体管特性跨导gm阈值电压VT源漏击穿电压BVds特征频率fT最大耗散功率Pmax基本MOS电路倒相器VoutVccVinVoutVccVin2.5.2MIS|2.5.2MISCMOS:互补MOS发射|Shoot基区渡越|The基area渡ismore3.3.3CMOS集成电路NMOS与PMOSPMOSNMOSVS=0VS=0Vds=5Vds=-5VGVGVT=-1VVT=+1VVT-1VVT1V导通条件2.5.2MIS|2.5.2MIS发射|Shoot基区渡越|The基area渡ismore3.3.3CMOS集成电路CMOS开关(传输门)PMOSNMOSVS=0Vcc=+5VinVGONON工作条件Vin高OFFOFFVin低2.5.2MIS|2.5.2MIS3.3.3CMOS集成电路CMOS反向器PMOSNMOSVinVo+5PMOSNMOS工作条件Vin高OFFON低VoVin低ONOFF高Vin=2.5VONON不确定2.5.2MIS|2.5.2MIS3.3.3CMOS集成电路CMOS与非门PMOSNMOSA+5BABVo2.5.2MIS|2.5.2MIS3.3.3CMOS集成电路CMOS或非门PMOSNMOSA+VccBBAVo2.5.2MIS|2.5.2MIS3.3.3CMOS集成电路CMOSIC特点:大噪声容限:输出高电平=正电源输出低电平=负电源极低的静态功耗CMOS集成电路构成p阱n_衬底p+n+p+SSDGGn型衬底p阱扩散p-MOS源漏n-MOS源漏引线孔引线n-MOSp-MOS输出地Vcc基区渡越|The基area渡ismore倒相器版图图例:铝栅ViVoT2W/L=3/1T1W/L=1/1PolyDiffAlconP阱ViVssVoVddP+N+小结(1)双极型门电路:TTL,ECL,STTL(2)双极型晶体管纵向结构,平面结构(3)CMOS倒向器,传输门,与非门,或非门的构造。(4)CMOS集成电路的优点。习题(1)什么叫集成电路(2)什么叫双极型集成电路?(3)举出几种双极型数字电路,模拟电路的例子。(4)双极型集成电路与MOS型集成电路比较,有什么特点?(速度、功耗、制作工艺、驱动能力)
本文标题:微电子学概论3章
链接地址:https://www.777doc.com/doc-3981567 .html