電 容
發(fā)布時(shí)間:2013/7/29 19:57:38 訪(fǎng)問(wèn)次數(shù):570
集成電路技術(shù)的本質(zhì)優(yōu)勢(shì)在于可以將大量電子器件(如電阻)集成到同一塊相對(duì)電阻較低的硅襯底上(如P型摻雜的硅)。為了實(shí)現(xiàn)電隔離,P87C52X2FA需要在器件之間和它們共同的襯底上插入或者制造絕緣介質(zhì),在襯底上,將連接一個(gè)低阻電源,以使得芯片上所有的二極管反向偏置。那么就形成了一個(gè)電阻或者低阻互連線(xiàn),同時(shí),整個(gè)器件和襯底之間也形成了一個(gè)平行板電容,如圖2.2所示。其整體電容值隨著表面積增大(也就是增大W和L)而增大,隨著板間間距d的縮小而增大:為每個(gè)單位面積的電容值;e為絕緣介質(zhì)的介電常數(shù),其值為真空介電常數(shù)。的忌倍。
與電阻的設(shè)計(jì)相似,工藝工程師將優(yōu)化設(shè)置極板間間距,將寬度W和長(zhǎng)度L用做可變的設(shè)計(jì)參數(shù),而不是集成電路設(shè)計(jì)工程師來(lái)完成這個(gè)工作。但是,針對(duì)擴(kuò)散電阻的情況,絕緣介質(zhì)來(lái)源于電阻與襯底之間的PN結(jié)的耗盡層,耗盡層寬度與PN結(jié)上的偏置電壓密切相關(guān),這將在下面PN結(jié)二極管的章節(jié)里詳細(xì)討論。那么,對(duì)電阻和互連線(xiàn)來(lái)說(shuō),這些電容都是寄生電容,它們的存在會(huì)影響電路的性能。另外,如果用導(dǎo)電性能更好的材料,如金屬鋁、金屬化的多晶硅或者高摻雜硅(如N+摻雜硅)等來(lái)代替高阻材料,增加表面積,確保器件只有一個(gè)或者更少方塊電阻來(lái)減少器件的阻性分量,從而增強(qiáng)其容性分量,最后得到的器件就可以認(rèn)為是一個(gè)單片的電容了。
從電路的角度來(lái)看,隨著極板間距的減小,介電常數(shù)的增加(即具有更高的電容率),頻率的升高,電容的阻抗會(huì)隨之減小,而在直流狀態(tài)下,可以認(rèn)為電容的阻抗無(wú)窮大.
s為拉普拉斯變挨中與頻率等效的參數(shù)。因此傳輸信號(hào)中的高頻分量會(huì)通過(guò)電容分流,在這個(gè)過(guò)程中將損失一部分能量。對(duì)電阻來(lái)說(shuō),這些寄生效應(yīng)都是不可避免的。類(lèi)似地,電容中與電阻有關(guān)的歐姆壓降和功率損耗也是由于寄生效應(yīng)的影響。
集成電路技術(shù)的本質(zhì)優(yōu)勢(shì)在于可以將大量電子器件(如電阻)集成到同一塊相對(duì)電阻較低的硅襯底上(如P型摻雜的硅)。為了實(shí)現(xiàn)電隔離,P87C52X2FA需要在器件之間和它們共同的襯底上插入或者制造絕緣介質(zhì),在襯底上,將連接一個(gè)低阻電源,以使得芯片上所有的二極管反向偏置。那么就形成了一個(gè)電阻或者低阻互連線(xiàn),同時(shí),整個(gè)器件和襯底之間也形成了一個(gè)平行板電容,如圖2.2所示。其整體電容值隨著表面積增大(也就是增大W和L)而增大,隨著板間間距d的縮小而增大:為每個(gè)單位面積的電容值;e為絕緣介質(zhì)的介電常數(shù),其值為真空介電常數(shù)。的忌倍。
與電阻的設(shè)計(jì)相似,工藝工程師將優(yōu)化設(shè)置極板間間距,將寬度W和長(zhǎng)度L用做可變的設(shè)計(jì)參數(shù),而不是集成電路設(shè)計(jì)工程師來(lái)完成這個(gè)工作。但是,針對(duì)擴(kuò)散電阻的情況,絕緣介質(zhì)來(lái)源于電阻與襯底之間的PN結(jié)的耗盡層,耗盡層寬度與PN結(jié)上的偏置電壓密切相關(guān),這將在下面PN結(jié)二極管的章節(jié)里詳細(xì)討論。那么,對(duì)電阻和互連線(xiàn)來(lái)說(shuō),這些電容都是寄生電容,它們的存在會(huì)影響電路的性能。另外,如果用導(dǎo)電性能更好的材料,如金屬鋁、金屬化的多晶硅或者高摻雜硅(如N+摻雜硅)等來(lái)代替高阻材料,增加表面積,確保器件只有一個(gè)或者更少方塊電阻來(lái)減少器件的阻性分量,從而增強(qiáng)其容性分量,最后得到的器件就可以認(rèn)為是一個(gè)單片的電容了。
從電路的角度來(lái)看,隨著極板間距的減小,介電常數(shù)的增加(即具有更高的電容率),頻率的升高,電容的阻抗會(huì)隨之減小,而在直流狀態(tài)下,可以認(rèn)為電容的阻抗無(wú)窮大.
s為拉普拉斯變挨中與頻率等效的參數(shù)。因此傳輸信號(hào)中的高頻分量會(huì)通過(guò)電容分流,在這個(gè)過(guò)程中將損失一部分能量。對(duì)電阻來(lái)說(shuō),這些寄生效應(yīng)都是不可避免的。類(lèi)似地,電容中與電阻有關(guān)的歐姆壓降和功率損耗也是由于寄生效應(yīng)的影響。
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