Реализации элементов

После решения задачи аппроксимации и проверки выполнения условий физической реализуемости полученного аналитического выражения приступают к реализации четырехполюсника, т. е. к получению схемы и расчету ее элементов.

Реализация четырехполюсников. Полученная в результате аппроксимации • функция цепи F(x) подлежит в дальнейшем реализации в виде конкретной схемы. Существует большое число методов реализации цепи по функции квадрата АЧХ Я(/ю)2, ФЧХ ф(со) или характеристике ГВП trp(to), по переходной g(t) и импульсной h(t) характеристикам. Даже краткое упоминание обо всех методах привело бы к 1фезмерному увеличению объема книги. В § 10.5 приведены примеры реализации электрических фильтров по функции квадрата АЧХ в виде пассивных лестничных LC-схем и активных ЛС-схем. Ниже дан пример реализации четырехполюсника в виде пассивной цепи по функции //р(/со)2.

Перейдем к вопросу о реализации четырехполюсника по его заданной передаточной функции, полагая, что она удовлетворяет условиям физической реализуемости. Существует много различных методов реализации. В одних методах в основу положена передаточная функция при холостом ходе четырехполюсника, а других — передаточная функция четырехполюсника, нагруженного на согласованное резистивное сопротивление. В последнем случае принято нагрузку брать равной 1 Ом и называть ее нормализованной.

Решение задачи синтеза состоит из трех этапов: проверки возможности физической реализации функции F (со2); нахождения по заданной характеристике F (со2) передаточной функции Т (/со) и реализации четырехполюсника по полученной Т (/со).

Перейдем к вопросу о реализации четырехполюсника по его заданной передаточной функции, полагая, что она удовлетворяет условиям физической реализуемости. Существует много различных методов реализации. В одних методах в основу положена передаточная функция при холостом ходе четырехполюсника, в других — передаточная функция четырехполюсника, нагруженного на согласованное активное сопротивление. В последнем случае принято нагрузку брать равной 1 Ом и называть ее нормализованной.

Необходимо подчеркнуть, что в минимально фазовых четырехполюсниках каждому значению модуля передаточной функции соответствует вполне определенное значение аргумента передаточной функции, тогда как в неминимально фазовом четырехполюснике нет однозначной зависимости между модулем и аргументом передаточной функции. Это имеет существенное значение в отношении- реализации четырехполюсника ро заданной для него амплитудно-частотной характеристике (см. далее § 2.9).

Е. Проверка возможности реализации четырехполюсника

E. Проверка возможности реализации четырехполюсника по его параметрам....................... 118

Е. Проверка возможности реализации четырехполюсника

E. Проверка возможности реализации четырехполюсника по его параметрам....................... 118

5. Реализация реактивных четырехполюсников. Один из способов реализации заданной передаточной функции четырехполюсника заключается в определении с ее помощью входного сопротивления четырехполюсника. Тогда задача реализации четырехполюсника сводится к синтезу двухполюсника с заданным сопротивлением. Рассмотрим этот метод применительно к реактивным четырехполюсникам, нагруженным в общем случае на комплексные сопротивления Zoi и Z02-

Следует отметить, что некоторые логические элементы допускают объединение выходов как средство формирования более крупных; элементов из исходных. В этом случае соединение выходов приводит к реализации некоторой «монтажной» булевой функции над значениями соединяемых выходов; обычно это «монтажное И» либо «монтажное ИЛИ». Допустимость «монтажной логики» обусловливается особенностями реализации элементов и при возможности оговаривается в технической документации.

В структурах типа ЗД могут быть реализованы следующие компоненты ИМС: горизонтальный р-л-р-транзи-стор, ПТШ с горизонтальным каналом, резисторы в п+-слое, резисторы в р-слое, резисторы в n-слое. Кроме этих традиционных компонентов в современных трех-диффузионных структурах БИС и СБИС формируются функционально-интегрированные элементы (см. § 3.4). Такие структуры используют для реализации элементов на эмиттерных повторителях СБИС. Изоляция отдельных компонентов в подобных структурах достигается за счет смещения в обратном направлении изолирующего р-п-перехода между изолирующей областью и подложкой. Для этого подложка подключена к самому низкому потенциалу схемы.

Первый этап включает процессы (см. § 2.2—2.10), формирующие на пластинах структуры микросхем, т. е. их элементы и соединения. Для реализации элементов в определенных местах пластины создают области с требуемыми типом электропроводности и удельным сопротивлением, вводя соответствующие примеси или наращивая слои на поверх-

НЕ; временные диаграммы сигналов и пример реализации элементов НЕ изображены на 4.1,6, в. Операция НЕ может быть реализована схемой транзисторного ключа (см. § 3.2). Потенциал Е принимается за единичное значение логической функции, а потенциал 0 — за нулевое значение логической функции, как это изображено на 4.1,6. При А = \ входная ЭДС ключа равна Е, транзистор насыщен, Нвых^О, т.е. А = 0. При Л = 0 входное напряжение ключа равно 0, транзистор заперт, «Вых~?, /4 = 1.

Для создания базовых областей транзисторов, резисторов и диодов в изолированные области я-типа проводят диффузию акцепторных примесей. Для этого в окиеной пленке фотолитографией создают окна с размерами, необходимыми для реализации элементов с требуемыми номиналами (см. 3.17з). Базовую диффузию осуществляют в две стадии. В качестве примеси используют бор. Вначале диффузию бора проводят при ГлгЭбОЧС в течение 20— ЭО мин .(загонка), в последующие 30—60 мин диффузия продолжается в окислительной среде (в атмосфере влажного кислорода) при Г=1200°С. При этом создаются базовые 'Области глубиной 2,5—3,5 мкм и /?сл= 100-7-300 Ом/квадрат, а на поверхности пластины — окисла я пленка ( ЗЛ7и).

Проектирование полупроводниковых интегральных микросхем существенно отличается от проектирования схем на дискретных элементах и носит комплексный характер. Это обусловлено, прежде всего, интеграцией двух ранее совершенно не связанных процессов:! разработки и изготовления дискретных элементов и разработки и изготовления микросхем. На схемотехнику интегральных микросхем оказывают существенное влияние технические, надежностные, технологические и конструктивные характеристики составных элементов. Определяющей три проектировании является технология изготовления 'полупроводниковых микросхем, а для реализации элементов микросхем — транзисторная структура, параметры которой также определяются технологией. Поэтому с появлением нового или с изменением существующего технологического процесса в схемотехнике, а следовательно, и в проектировании появляется своя специфика. Так, при проектировании полупроводниковых интегральных 'микросхем необходимо учитывать паразитные активные и /пассивные связи между элементами :(подложкой), взаимосвязь параметров элементов я допусков на параметры за счет технологических разбросов, ограничений на пассивные элементы и др.

После этого оценивают качество разработанной топологии, уточняют ее и получают окончательный вариант. Оценку качества производят по критериям схематехнических, технологических и конструктивных требований. Сюда входят оценка емкостных связей, температурного режима, обеспечение реализации элементов с заданными номиналами и пр. В последнее время ведутся работы по применению ЭВМ совместно с координатографами (устройствами для вычерчивания топологических рисунков) для машинного проектирования топологической структуры. При этом все варианты топологии анализируются и оптимизируются ЭВМ.

НЕ; временные диаграммы сигналов и пример реализации элементов НЕ изображены на 4.1,6, в. Операция НЕ может быть реализована схемой транзисторного ключа (см. § 3.2). Потенциал Е принимается за единичное значение логической функции, а потенциал 0 — за нулевое значение логической функции, как это изображено на 4.1,6. При /4 = 1 входная ЭДС ключа равна Е, транзистор насыщен, иВых~0, т.е. Л = 0. При Л = 0 входное напряжение ключа равно 0, транзистор заперт, ивых~Е, А — \.

Остановимся коротко на реализации элементов вентильной машины: датчиков положения ротора и преобразователей координат.

4. По способу технической (аппаратной) реализации элементов различают ЭП: