току (рис. 1. 4). Предполагается, что структура резистора развязки подобна структуре R и что ему соответствует распределенная паразитная емкость Сх.

Убедиться в том, что резистор действительно уменьшает эффект распределенной паразитной емкости, можно, рассмотрев частотную зависимость входной проводимости Увх для разных значений R,:. В отсутствие резистора развязки (Rx=0) эквивалентная схема рис. 1.4,6 превращается в схему рис. 1.3,6.

Рис. 1.4

Структура (а) и эквивалентная схема (б) модифицированного диффузионного резистора

Можно показать [4], что при большом сопротивлении Rx полоса расширяется в четыре раза по сравнению со случаем одного только R.

На основании численного анализа при СхС построено семейство частотных зависимостей (Увх) для разных отношений Rx/R, которые представлены на рис. 1. 5 в виде нормированных зависимостей (RYbx) от ioRC. Из рисунка видно, что для существенного расширения частотной характеристики резистора значение Rx не обязательно должно быть чрезмерно большим. Так, при Rx=3R ширина нормированной кривой (7?Увх) по уровню 3 дБ возрастет в 2,7 раза. Кроме того, Сх почти не влияет на частотную зависимость Увх, если только Сж/СЮ. Этот вывод представляет интерес, так как он означает, что для получения больших значений Rx и минимального увеличения размеров площади такого интегрального элемента можно выполнить резистор развязки в виде резистора со структурой МОП [19] (пинч-структуры [5]).

Благодаря тому, что сопротивления развязки всегда включены последовательно с находящимися под обрат-

ным смещением р-га-переходами, они не влияют на величину смещения и статические характеристики-схемы и iioryT быть внесены в уже рассчитанную схему практически без дополнительных затрат и усложнений. По--тому применение сопротивлений развязки в ШИУ с изоляцией р-га-переходом является дополнительным конструктивным средством для улучшения их высокочастотных характеристик при сохранении низкой стоимости.

e 8 10

10 BOF,Mru

Рис. 1.5

Частотные характеристики модифицированных диффузионных резисторов для различных Рх

Паразитные явления в транзисторах полупроводниковых микросхем. Интегральный транзистор погружен в материал кремниевой подложки и имеет поэтому большие паразитные емкости (под термином интегральный транзистор понимается транзистор, сформированный в кристалле ИС).

Как видно из рис. 1.1, емкость перехода складывается из двух составляющих. Одна из них связана с боковыми стенками переходов, а другая-с дном переходов. Типовые значения удельной емкости на единицу пло-тцади для переходов эмиттер - база, база - коллектор и коллектор - подложка приведены в табл. 1.2.

Коллекторный контакт выводится на поверхность, что обусловливает дополнительное паразитное сопротивление (обычно больше 40 Ом). Для уменьшения его значения низкоомный л+-слой Нормируют не только на

дне области, в которой расположен транзистор, но и иа ее стенках, выводя этот слой под контакт коллектора.

Паразитные транзисторные структуры в полупроводниковых микросхемах возникают в результате того, что эти схемы имеют общую подложку из кремния р-типа. Между базой транзистора и подложкой, а также между подложкой н резистором образуется транзисторная структура р-п-р-типа. Если схема должна работать в качестве усилителя на п-р-п транзисторе, на подложку необходимо подать некоторое отрицательное напряжение смещения, позволяющее подавить работу паразитных транзисторов.

В ИС с диэлектрической изоляцией, не имеющих изолирующего перехода, паразитные транзисторные структуры отсутствуют. В гибридных схемах паразитные транзисторные структуры не возникают, носко тьку эти схемы выполняются на диэлектрических подложках.

1.1.5. Сравнение технологий изготовления ИС

Больщая часть задач, возникающих при разработке интегральных схем, в какой-то мере включает выбор компромиссного рещения с учетом ряда противоречивых требований. Ниже перечислены преимущества и недостатки основных технологических методов реализации ШИУ.

- Из-за низкой стоимости схемы с изоляцией р-п-переходом лучше других схем удовлетворяют требованиям массового производства при условии, что допустимы свойственные им разброс и температурная нестабильность параметров пассивных элементов и паразитные элементы (например, ИС для бытовой аппаратуры) .

- Интегральные схемы с диэлектрической изоляцией лучше других подходят для массового производства, если необходимо резко уменьшить паразитные параметры даже ценой некоторого повышения стоимости изготовления схем, например, при производстве широкополосных интегральных усилителей.

- Интегральные схемы, изготовляемые по совмещенной технологии с применением тонкопленочных пассивных компонентов, подходят для массового производства, если необходимо ограничить паразитные эффекты, свойственные полупроводниковым интегральным схе-