集成npn管的版圖設計
發(fā)布時間:2008/6/5 0:00:00 訪問次數(shù):1337
1) ic對晶體管的要求
如同分立晶體管一樣,集成晶體管必須具有一定的耐壓,有良好的頻率特性,具有較低的噪聲系數(shù),能承受一定的電流容量,具有低的rcs和vces,這些參數(shù)的設計考慮與分立晶體管有一定的類似。但由于集成晶體管的集電極必須從上面引出,這就使rcs顯著增大。同時集成晶體管的集電極被pn結包圍,又存在著寄生電容和寄生pnp效應,所以在分析集成晶體管特性時,必須考慮這些特性。
(1)擊穿電壓 v(br)
v(br)ebo≈6~9v,v(br)cbo, v(br)ceo
v(br)cso> v(br)cbo,v(br)ceo
如同分立晶體管一樣,集成晶體管必須具有一定的耐壓,有良好的頻率特性,具有較低的噪聲系數(shù),能承受一定的電流容量,具有低的rcs和vces,這些參數(shù)的設計考慮與分立晶體管有一定的類似。但由于集成晶體管的集電極必須從上面引出,這就使rcs顯著增大。同時集成晶體管的集電極被pn結包圍,又存在著寄生電容和寄生pnp效應,所以在分析集成晶體管特性時,必須考慮這些特性。
(1)擊穿電壓 v(br)
v(br)ebo≈6~9v,v(br)cbo, v(br)ceo
v(br)cso> v(br)cbo,v(br)ceo
(2)頻率特性
(3) 最大工作電流iemax或icmax
當ie 達到iemax(或相應的icmax 值)時,β就會下降。晶體管在大電流下工作時,基極電流也較大;鶚O電流在橫向基區(qū)擴展電阻上產(chǎn)生一個較大的電壓降,其結果是:發(fā)射結不同部位上的正偏壓值不相等。愈靠近中央部位,發(fā)射結正偏壓越小,甚至可能反向。靠近基極接觸的發(fā)射結部位,正偏壓較大。因此,發(fā)射極電流密度在中央部位小,電流基本上集中在發(fā)射結邊緣;鶚O電流很大時,發(fā)射結的有效面積集中在結的邊緣。這種現(xiàn)象叫做發(fā)射極電流集邊效應,或者叫基區(qū)自偏壓效應。當晶體管的工作頻率與ft,很接近,故基極電流很大,約等于發(fā)射極電流,此時電流集邊效應最顯著,晶體管發(fā)射結的有效面積顯著減小。
(3) 最大工作電流iemax或icmax
當ie 達到iemax(或相應的icmax 值)時,β就會下降。晶體管在大電流下工作時,基極電流也較大;鶚O電流在橫向基區(qū)擴展電阻上產(chǎn)生一個較大的電壓降,其結果是:發(fā)射結不同部位上的正偏壓值不相等。愈靠近中央部位,發(fā)射結正偏壓越小,甚至可能反向。靠近基極接觸的發(fā)射結部位,正偏壓較大。因此,發(fā)射極電流密度在中央部位小,電流基本上集中在發(fā)射結邊緣;鶚O電流很大時,發(fā)射結的有效面積集中在結的邊緣。這種現(xiàn)象叫做發(fā)射極電流集邊效應,或者叫基區(qū)自偏壓效應。當晶體管的工作頻率與ft,很接近,故基極電流很大,約等于發(fā)射極電流,此時電流集邊效應最顯著,晶體管發(fā)射結的有效面積顯著減小。
為了盡量減小晶體管的發(fā)射結無效面積,提高晶體管的高頻性能,在設計高頻晶體管時,發(fā)射結周長要盡可能大,面積要盡可能小,即兩者之比要盡可能大。iemax(或相應的icmax 值)只和靠近基極條一邊的發(fā)射區(qū)周長(即“有效發(fā)射區(qū)周長”)成正比,而與發(fā)射區(qū)面積無關,即iemax=α×le,其中α為發(fā)射區(qū)單位有效周長的最大工作電流。不同電路取α值是不同的:
αnpn邏輯 = 0.16~0.4ma/μm
αnpn線性 =0.04~0.16 ma/μm
α橫向pnp = 0.001~0.008 ma/μm
α縱向pnp = 0.005~0.015 ma/μm
αnpn邏輯 = 0.16~0.4ma/μm
αnpn線性 =0.04~0.16 ma/μm
α橫向pnp = 0.001~0.008 ma/μm
α縱向pnp = 0.005~0.015 ma/μm
1) ic對晶體管的要求
如同分立晶體管一樣,集成晶體管必須具有一定的耐壓,有良好的頻率特性,具有較低的噪聲系數(shù),能承受一定的電流容量,具有低的rcs和vces,這些參數(shù)的設計考慮與分立晶體管有一定的類似。但由于集成晶體管的集電極必須從上面引出,這就使rcs顯著增大。同時集成晶體管的集電極被pn結包圍,又存在著寄生電容和寄生pnp效應,所以在分析集成晶體管特性時,必須考慮這些特性。
(1)擊穿電壓 v(br)
v(br)ebo≈6~9v,v(br)cbo, v(br)ceo
v(br)cso> v(br)cbo,v(br)ceo
如同分立晶體管一樣,集成晶體管必須具有一定的耐壓,有良好的頻率特性,具有較低的噪聲系數(shù),能承受一定的電流容量,具有低的rcs和vces,這些參數(shù)的設計考慮與分立晶體管有一定的類似。但由于集成晶體管的集電極必須從上面引出,這就使rcs顯著增大。同時集成晶體管的集電極被pn結包圍,又存在著寄生電容和寄生pnp效應,所以在分析集成晶體管特性時,必須考慮這些特性。
(1)擊穿電壓 v(br)
v(br)ebo≈6~9v,v(br)cbo, v(br)ceo
v(br)cso> v(br)cbo,v(br)ceo
(2)頻率特性
(3) 最大工作電流iemax或icmax
當ie 達到iemax(或相應的icmax 值)時,β就會下降。晶體管在大電流下工作時,基極電流也較大;鶚O電流在橫向基區(qū)擴展電阻上產(chǎn)生一個較大的電壓降,其結果是:發(fā)射結不同部位上的正偏壓值不相等。愈靠近中央部位,發(fā)射結正偏壓越小,甚至可能反向?拷鶚O接觸的發(fā)射結部位,正偏壓較大。因此,發(fā)射極電流密度在中央部位小,電流基本上集中在發(fā)射結邊緣。基極電流很大時,發(fā)射結的有效面積集中在結的邊緣。這種現(xiàn)象叫做發(fā)射極電流集邊效應,或者叫基區(qū)自偏壓效應。當晶體管的工作頻率與ft,很接近,故基極電流很大,約等于發(fā)射極電流,此時電流集邊效應最顯著,晶體管發(fā)射結的有效面積顯著減小。
(3) 最大工作電流iemax或icmax
當ie 達到iemax(或相應的icmax 值)時,β就會下降。晶體管在大電流下工作時,基極電流也較大;鶚O電流在橫向基區(qū)擴展電阻上產(chǎn)生一個較大的電壓降,其結果是:發(fā)射結不同部位上的正偏壓值不相等。愈靠近中央部位,發(fā)射結正偏壓越小,甚至可能反向?拷鶚O接觸的發(fā)射結部位,正偏壓較大。因此,發(fā)射極電流密度在中央部位小,電流基本上集中在發(fā)射結邊緣。基極電流很大時,發(fā)射結的有效面積集中在結的邊緣。這種現(xiàn)象叫做發(fā)射極電流集邊效應,或者叫基區(qū)自偏壓效應。當晶體管的工作頻率與ft,很接近,故基極電流很大,約等于發(fā)射極電流,此時電流集邊效應最顯著,晶體管發(fā)射結的有效面積顯著減小。
為了盡量減小晶體管的發(fā)射結無效面積,提高晶體管的高頻性能,在設計高頻晶體管時,發(fā)射結周長要盡可能大,面積要盡可能小,即兩者之比要盡可能大。iemax(或相應的icmax 值)只和靠近基極條一邊的發(fā)射區(qū)周長(即“有效發(fā)射區(qū)周長”)成正比,而與發(fā)射區(qū)面積無關,即iemax=α×le,其中α為發(fā)射區(qū)單位有效周長的最大工作電流。不同電路取α值是不同的:
αnpn邏輯 = 0.16~0.4ma/μm
αnpn線性 =0.04~0.16 ma/μm
α橫向pnp = 0.001~0.008 ma/μm
α縱向pnp = 0.005~0.015 ma/μm
αnpn邏輯 = 0.16~0.4ma/μm
αnpn線性 =0.04~0.16 ma/μm
α橫向pnp = 0.001~0.008 ma/μm
α縱向pnp = 0.005~0.015 ma/μm
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