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第二章 集成电路中的元器件及其寄生效应PPT课件

第二章  集成电路中的元器件及其寄生效应PPT课件

HIT Micro-Electronics Center
8.07.2020
4
HMEC
集成电路设计原理
微电子中心
2.1.1 集成NPN晶体管的结构

等 效
B(P)



路 PNP

S(P)
E(N+) NPN C(N)
E
EB C

剖 面 P+ 图
P N+
N–-epi
N+
P+
效 结
B

N
+
P N P
C
P-Sub
20207/17/20207/17/20207/17/20201
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8.07.2020
9
HMEC
集成电路设计原理
微电子中心
2.1.4 集成NPN晶体管的无源寄生效应
(1)集电极寄生电阻
we dce wc
R1= epi*lch*cwc
增加n+埋 层、穿透
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HMEC
集成电路设计原理
整体概述
微电子中心
概况一
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概况二
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概况三
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HMEC
集成电路设计原理
C(N)
C
S(P)
N+
P+
有电流流向衬底,

集成电路原理第四章ppt课件

集成电路原理第四章ppt课件
第四章 MOS逻辑集成电路
4.1 MOS器件的基本电学特性
4.1.1 MOSFET的结构与工作原理
MOSFET——Metal-Oxide-Semiconductor
Field Effected Transistor
增强型〔常关闭型)
金属PM氧OS 化物半导体场效应晶体管
耗尽型〔常开启型)
MOSFET
iDSCOXLWvGSVthvDSvD 2S2
3.4
51
085 L
801
0030.43922220.62(m 5 )A
4.1.4 MOSFET小信号参数 (1〕跨导gm
——表示交流小信号时vGS对ids的控制能力〔vDS恒定)
饱和区:
gm
iDS vGS
vDSc onst
C OX LW vG SV th 1vDS
足电路设计的要求,此工序称为“调沟”。即向沟道区进行离
子注入〔Ion Implantation),以改变沟道区表面附近载流子浓
度,与此相关的项用
Qi C OX
表示。一般调沟用浅注入,注入能量
在60 80KeV左右;若异型注入剂量、能量较大,则可注入到
体内,形成埋沟MOS〔Buried-Channel MOS)。
例4-2 知:n+ Poly-Si栅NMOS晶体管宽长比W/L=100 m/10 m, 漏、栅、源、衬底电位分别为5V,3V,0V,0V。
n=580cm2/V s,其他参数与例4-1相同。 求:① 漏电流iDS。
② 若漏栅源衬底电位分别为2V,3V,0V,0V,则IDS=?
解:① 由已知得: vGS=3V,vDS=5V,vBS=0V 而由例4-1得Vth=0.439V vDS=5V(vGS-Vth)=3-0.439=2.561(V) 器件工作在饱和区,那么:

《集成电路》课件

《集成电路》课件
《集成电路》ppt课 件
xx年xx月xx日
• 集成电路概述 • 集成电路的制造工艺 • 集成电路的种类与特点 • 集成电路的发展趋势与挑战 • 集成电路的实际应用案例
目录
01
集成电路概述
集成电路的定义
集成电路是将多个电子元件集成在一块衬底上,完成一定的电路或系统功能的微型电子部件。
它采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在 一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结 构。
超大规模集成电路(VLSI)
包含10万-100万个逻辑门或元件。
按结构分类的集成电路
单片集成电路
所有元件都在一个芯片上 。
多片集成电路
由多个芯片集成在一个封 装内。
模块化集成电路
由多个独立芯片通过线路 板连接而成。
按应用领域分类的集成电路
01
通信集成电路
用于通信设备中的信号处理和传输 。
消费电子集成电路
射频识别(RFID)技术的集成电路应用
总结词
射频识别技术是利用无线电波进行通信的一种非接触式识别技术,其集成电路应用主要涉及标签芯片和读写器芯 片。
详细描述
RFID标签芯片通常包含存储器、无线通信电路和天线等部分,用于存储和传输信息。而RFID读写器芯片则负责 与标签芯片进行通信,实现信息的读取和写入。RFID技术广泛应用于物流、供应链管理、身份识别等领域。
用于家电、数码产品等消费电子产 品中。
03
02
计算机集成电路
用于计算机硬件中的逻辑运算和数 据处理。
汽车电子集成电路
用于汽车控制系统和安全系统中。
04

第二章 集成电路中的元器件及其寄生效应ppt课件

第二章  集成电路中的元器件及其寄生效应ppt课件
P+ PN结电容 MOS电容
§2-3 横向PNP管
双极集成电路中的基本器件 是NPN管,但在模拟电路中也往 往需要PNP管子,如运算放大器的 输入输出级的有源负载等都经常 使用PNP管。虽然PNP管的单管性 能不如NPN管,但仍然使电路的 性能得到了改善。横向PNP管的出 现,也促使了IIL电路的实现。
C 移速度。 是栅氧化层的单位面积的电容。 OX
式(3.2)就是NMOS器件工作在非饱和区的I-V特性, I D
与 V D S 呈平方律的关系。
如图,我们给出了不同的V G S 下,
根据式(3.2)得出的抛物线,表示
了器件产生的电流随 V G S 增大而增
加。通过计算偏导数很容易计算出
每条抛物线的极值均发生在
以NMOS晶体管为例,我们假设:0 V D S V G S V T H ,在
图中我们从半导体物理的角度出发进行一系列的推导,得到
I VVVV D K 2 ,W L 2
G S T H
D S2 D S
(3.2)
式中 K , 称为器件的跨导系数,
K C , n OX
(3.3)
称为低场电子迁移率,表示单位场强下电子的平均漂 n
一、衬底PNP管
1.集电区是整个电路的公
共衬底。
C
EB
2.其晶体管作用只发生在
纵向,各节面积较平坦, P+
发生区面积可以做的很
P N+
N–-epi
P+
大,所以工作电流可以 P-Sub
很大。
3.因为衬底作为集电区,故不存在有源寄生效应,故可不 用掩埋层。
4.基区电阻较大。
5.集电极串联电阻和集电结电容较大。

《集成电路设计》PPT课件

《集成电路设计》PPT课件

薄层电阻
1、合金薄膜电阻
采用一些合金材料沉积在二氧化 硅或其它介电材料表面,通过光 刻形成电阻条。常用的合金材料 有: 钽 Ta 镍铬Ni-Cr 氧化锌 ZnO 铬硅氧 CrSiO
2、多晶硅薄膜电阻
掺杂多晶硅薄膜也是一个很好的电阻 材料,广泛应用于硅基集成电路的制 造。
3、掺杂半导体电阻
不同掺杂浓度的半导体具有不同 的电阻率,利用掺杂半导体的电 阻特性,可以制造电路所需的电 阻器。
sio2
半导体
串联 C=
Ci Cs Ci +Cs
Tox
N+
P
sio2
金 属
PN金+sio属2
纵向结构
横向结构
MOS 电容电容量
ε ε Cox=
A 0 sio2
Tox
Tox: 薄氧化层厚度;A: 薄氧化层上 金属电极的面积。
一般在集成电路中Tox 不能做的太薄,所以要想提高电容量,只能增加面积。 N+层为 了减小串联电阻及防止表面出现耗尽层。
Csub s
(b)
(c)
§ 4.3 集成电路的互连技术和电感
互连线
单片芯片上器件之间互连:金属化工艺,金属铝 薄膜 电路芯片与外引线之间的连接(电路芯片与系统的 互联):引线键合工艺
为保证模型的精确性和信号的完整性,需要对互连线的版图结构加以约 束和进行规整。
各种互连线设计应注意的问题
为减少信号或电源引起的损耗及减少芯片 面积,连线应尽量短。
第四章
集成电路设计
第四章
集成电路是由元、器件组成。元、器件分为两大类:
无源元件 电阻、电容、电感、互连线、传输线等
有源器件 各类晶体管
集成电路中的无源源件占的面积一般都比有源器件大。 所以设计时尽可能少用无源元件,尤其是电容、电感和大阻值的电阻。

集成电路演示文稿(共13张PPT)

集成电路演示文稿(共13张PPT)

第8页,共13页。
IC在产品中的应用
第9页,共13页。
第10页,共13页。
第11页,共13页。
第12页,共13页。
第13页,共13页。
LM124
AP1501可调整 稳压输出IC
4053 电子开关
MC802 CPU
BH1417调频发 射IC
TDA7478 RDISR解2Y码31视频解 BA3884F/BA3884码S音IC频转换IC

TDA7386功放
LM2575 3.3V稳 CD4053电子开
压管

STR736 CPU 9945双N-MOS管
集成电路演示文稿
第1页,共13页。
IC(集成电路)分类
集成电路定义: 集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,
把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元 件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质 基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微 型结构。
第2页,共13页。
4FC*MS17S61S625DG0R1GA电SM视子AD频开VV2解D关频18缓码解8冲ID码C存VD储音器
LM8272高频运 算放大器
AM2576-ADJ 可 FMS6501电子开
调整稳压器

29JL064H闪存
PT2328(按键处 理IC)
FM7843解码T触DA摸7屏478 RDS解 集成电路特点: 码
方面得到广泛的应用,同时在军事、通讯、遥控等方面也得到 广泛的应用。用集成电路来装配电子设备,其装配密度比晶体 PT2328管(按键可处理提IC) 高几十倍至几千倍,设备的稳定工作时间也可大大提高。
我司常用一些IC的分类 TDA7478 RDS解码 TDA7419音频二分五 集成电路具有体积小,重量轻,引出线和焊接点少,寿命长,可靠性高,性能好等优点,同时成本低,便于大规模生产。 (五)按外形分类

集成电路中的电子器件ppt-集成电路中的电子器件

集成电路中的电子器件ppt-集成电路中的电子器件


加强交通建设管理,确保工程建设质 量。05:35:5705 :35:570 5:35Th ursday , October 22, 2020

安全在于心细,事故出在麻痹。20.10. 2220.1 0.2205:35:5705 :35:57 October 22, 2020

踏实肯干,努力奋斗。2020年10月22 日上午5 时35分 20.10.2 220.10. 22

树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.2220 .10.22 Thursday , October 22, 2020

人生得意须尽欢,莫使金樽空对月。0 5:35:57 05:35:5 705:35 10/22/2 020 5:35:57 AM

安全象只弓,不拉它就松,要想保安 全,常 把弓弦 绷。20. 10.2205 :35:570 5:35Oc t-2022- Oct-20
第四章 集成电路中的电子器件
集成电路是利用半导体制造工艺,将三极管、二极管、 电阻、电容等元器件集中制作在同一块芯片上,完成 各种功能的电子电路。
集成电路特点: • 实现材料、元器件、电路的有机结合 • 元件密度高、体积小、连线短、焊点少 • 采用隔离技术 • 不能制作电感、大容量电容
1.4.1 复合管
NPN+PNP
PNP + NPN
PNP + PNP
1.4.2 多集电极管与多发射极管
➢ 多集电极管
结构图
电路符号 等效电路
多集电极管可认为是由多个PNP管的基极、射 极并联而成,而且它们的集电极电流之比约等 于各集电区面积之比。
多集电极管构成镜像电流源
若两管特性相同,则iB与iC为镜像电流关系,但 此处由于两管的结构不同,且横向PNP管的β值 小(即iC2小),所以此处iB与iC并不相等。

集成电路材料与器件物理基础PPT课件

集成电路材料与器件物理基础PPT课件
第14页/共24页
双极型晶体管
N P 发射结 N
工作状态:
• 发射结正偏,集电结反偏时,为放大工作状态。
F IC / IB
• 发射结正偏,集电结也正偏时,为饱和工作状态。 • 发射结反偏,集电结也反偏时,为载断工作状态。 • 发射结反偏,集电结正偏时,为反向工作状态。
第15页/共24页
集电结
§2.6 MOS晶体管
根据杂质浓度的分布,可以划分为: 突变结
线形缓变结 根据结两边的材料不同,可划分为: 同质pn结
异质pn结
第3页/共24页
pn 结形成的物理过程
在接触前分立的P型和N型硅的能带图
扩散
空穴
电子
eVbi
第4页/共24页
平衡态的pn结
• 扩散电 流 • 空间电荷区
• 内建电场 E
• 漂移电 流 • 接触电势差 Vbi
整流器 (rectifier) 检波器 (radiodetector) 双极晶体管 (BJT)
光电器件:
太阳能电池 (solar cell) 发光二极管(LED) 半导体激光器 (LD) 光电二极管(PD)
第2页/共24页
pn 结的结构
p
n
通过控制施主与受主浓度的办法,形成分别以电子和空 穴为主的两种导电区域,其交界处即被称为p-n结。
第22页/共24页
MESFET(metal semiconductor field effect transistor )
金属栅极

n
n

IDS
VDS
• 结构和原理与JEFT相似,不同的是采用肖特基结(金属/半导体)代 替PN结。 • 常采用GaAs, InP或SiC作为沟通材料,与硅锗相比,具有更高的开关 速度及工作在更高的频率下,广泛用于微波通信与雷达领域。
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12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。19:05:3319:05:3319:05Sunday, November 01, 2020 13、志不立,天下无可成之事。20.11.120.11.119:05:3319:05:33November 1, 2020
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about. 。2020年11月1日星期日下午7时5分33秒19:05:3320.11.1 15、会当凌绝顶,一览众山小。2020年11月下午7时5分20.11.119:05November 1, 2020 16、如果一个人不知道他要驶向哪头,那么任何风都不是顺风。2020年11月1日星期日7时5分33秒19:05:331 November 2020
复合管是将两只或以上的三极管按一定方式相连, 等效为性能更好的三极管。又称达林顿管。
NPN+NPN
➢ 复合管连接原则
连接后各管内电流能顺利流通,且具有电流放大 作用。
➢ 复合管特点: • 等效管类型取决于前置管类型 • 等效管的β是β1、β2的乘积:β≈β1β2 • 同样输出电流时,等效管的输入电流大大 减小
9、春去春又回,新桃换旧符。在那桃花盛开的地方,在这醉人芬芳的季节,愿你生活像春天一样阳光,心情像桃花一样美丽,日子像桃子一样甜蜜。20.11.1 20.11.1Sunday, November 01, 2020
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。19:05:3319:05:3319:0511/1/2020 7:05:33 PM 11、夫学须志也,才须学也,非学无以广才,非志无以成学。20.11.119:05:3319:05Nov-201-Nov-20
➢ 多发射极管
结构图
电路符号 等效电路
在数字电路中,多发射极管常作为门电路的输入 级电路。
1.4.3 肖特基三极管
肖特基二极管(SBD)的导通电压只有0.4V,没有 电荷存储效应,开关时间很短。
结构
电路符号肖特基ຫໍສະໝຸດ 极管可以 有效地限制管子的 饱和深度,大大缩 短开关时间。
三极管未饱和时,Jc反偏,SBD截止,对电路没影 响;当三极管进入饱和时, Jc正偏,SBD导通, 使集电极正向偏压被箝位在0.4V,限制管子的饱 和深度,同时又使三极管基极电流减小。
T H E E N D 17、一个人如果不到最高峰,他就没有片刻的安宁,他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午7时5分33秒下午7时5分19:05:3320.11.1
谢谢观看
NPN+PNP
PNP + NPN
PNP + PNP
1.4.2 多集电极管与多发射极管
➢ 多集电极管
结构图
电路符号 等效电路
多集电极管可认为是由多个PNP管的基极、射 极并联而成,而且它们的集电极电流之比约等 于各集电区面积之比。
多集电极管构成镜像电流源
若两管特性相同,则iB与iC为镜像电流关系,但 此处由于两管的结构不同,且横向PNP管的β值 小(即iC2小),所以此处iB与iC并不相等。
第四章 集成电路中的电子器件
集成电路是利用半导体制造工艺,将三极管、二极管、 电阻、电容等元器件集中制作在同一块芯片上,完成 各种功能的电子电路。
集成电路特点: • 实现材料、元器件、电路的有机结合 • 元件密度高、体积小、连线短、焊点少 • 采用隔离技术 • 不能制作电感、大容量电容
1.4.1 复合管
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