Транзисторов приведены

Большое входное сопротивление полевых транзисторов позволяет строить характеристики приборов, используя в качестве аргумента входное напряжение, а не ток, как в биполярных транзисторах.

Применение МОП-транзисторов позволяет почти в 10 раз увеличить число активных элементов на кристалле интегральной микросхемы и более чем в 103 раз уменьшить потребление энергии 210

Как видно из табл. 3.1, использование МДП-транзисторов позволяет реализовать полупроводниковые ИМС с более сложными электрическими функциями при одинаковых площадях исходных кремниевых подложек. С помощью МДП-транзисторов достигаются наивысшая сложность и плотность компоновки элементов, дешевизна при больших объемах производства, малая потребляемая мощность. Кроме того, в МДП-ИМС обычно используются только одна или две разновидности элементов, электрические свойства которых можно изменять путем изменения геометрической конфигурации соответствующего прибора.

Применение в качестве нагрузочных резисторов нормально открытых МДП-транзисторов позволяет отказаться от высоко-омных диффузионных резисторов, занимающих на исходной подложке большие площади. Нормальная работа инвертора может быть обеспечена в случае, если сопротивление нагрузочного резистора примерно в 10—20 раз превышает сопротивление открытого ключевого транзистора (R^ Ю/?к). Так как типичное значение сопротивления открытого ключевого транзистора RK= = 3 кОм, то сопротивление нагрузочного транзистора /?„^ЗО.кОм. При использовании в качестве нагрузочного резистора диффузионного резистора с поверхностным сопротивлением Rs = = 200 Ом/П и шириной полоски b =10 мкм занимаемая площадь составила бы около 1500 мкм2, тогда как площадь под МДП-транзистор не превышает 700 мкм2.

Низкое значение параметра ти объясняется тем, что при увеличении числа ярусов схемы И требуются МДП-транзисторы с более высокой крутизной характеристик, чем в схемах ИЛИ — НЕ, для сохранения одинакового сопротивления последовательно включенных транзисторов. Кроме того, ярусное включение транзисторов усложняет топологию и уменьшает степень интеграции ИМС на МДП-транзисторах р-типа. Вместе с тем ярусное включение МДП-транзисторов позволяет создавать логические ИМС, обладающие большей гибкостью, чем ИМС на биполярных транзисторах при построении сложных функциональных узлов.

Такому схемотехническому построению с теми или иными изменениями либо дополнениями соответствует большинство ИМС ОУ общего применения. Так, в ИМС К553УД2 отсутствует внутренняя частотная коррекция, а входной каскад реализован на двухколлекторных транзисторах (для увеличения частоты единичного усиления). Использование во входном каскаде пары согласованных полевых транзисторов позволяет существенно уменьшить входные токи ОУ (до 10~9А). Такие ОУ, например К544УД1, обладают входным сопротивлением /?вх— 10"-МО Ом. Кроме того, полевые транзисторы позволяют подавать большие дифференциальные входные напряжения (на уровне единиц вольт), что расширяет область их применения.

типами проводимости канала (р и и). Совместное применение разнотипных транзисторов позволяет существенно упростить схему усилителя. В схемах используется последовательное включение выходных цепей с источником питания и параллельное включение входов. По переменному напряжению выходы транзисторов параллельно соединены между собой и с нагрузкой. При положительной полуволне напряжения в усилении участвуют транзисторы Г7\, при отрицательной полуволне — транзисторы VT2. Выходная мощность может быть рассчитана по формуле

В ЛЭ кремниевых микросхем используют МДП-транзисторы с канала" ми одного (обычно п) или обоих типов проводимости (комплементар' ные транзисторы). Первые обеспечивают минимальную площадь, за" нимаемую ЛЭ на кристалле, а вторые — минимальную потребляемую мощность, более высокие быстродействие и помехоустойчивость. Практически бесконечное входное сопротивление МДП-транзисторов позволяет создавать ЛЭ динамического типа, обладающие малыми занимаемой площадью и потребляемой мощностью при сравнительно невысоком быстродействии. Логические элементы арсенид-галлиевых микросхем сверхвысокого быстродействия создают на МЕП-транзисторах с каналами л-типа.

Очень высокое входное сопротивление МДП-транзисторов позволяет создавать особый класс схем, называемых динамическими. Для них характерно кратковременное запоминание информации с помощью конденсаторов, в качестве которых обычно используются емкости самих транзисторов. Применяют транзисторы только с индуцированными каналами, чаще только одного n-типа, хотя возможно использование и комплементарных структур.

2. МДП-логика. В основе этого типа логических схем лежит использование полевых транзисторов МДП-тииа с индуцированным каналом. Высокое входное сопротивление полевых транзисторов позволяет уменьшить потребление мощности от источника логического сигнала. Стоимость МДП-схем низка, логический элемент занимает на поверхности кремния малую площадь, что позволяет использовать его в ИМС с высоким коэффициентом интеграции. По быстродействию МДП-логика уступает схемам ТТЛ-типа.

В качестве активных элементов, на базе которых создают БИС, используют и биполярные транзисторы, и МДП-транзисторы. БИС одинакового функционального назначения на биполярных транзисторах обладают большими быстродействием и отношением быстродействия к потребляемой мощности, чем БИС на МДП-транзисторах. Однако использование МДП-транзисторов позволяет значительно увеличить степень интеграции.

На лабораторной панели ( 2.15) расположены полусборки усилителей на биполярном Т\, составном Т2 и полевом Т3 транзисторах, а также конденсаторы, переменные и постоянные резисторы, позволяющие собрать усилители ОЭ, ОК, ОИ. Исследуемые в работе типы биполярных, составных и полевых транзисторов, сопротивления резисторов усилителей указаны в табл. 2.1 для каждой бригады студентов, выполняющих лабораторную работу. Параметры транзисторов приведены в

Транзисторы принято подразделять на группы по диапазонам используемых частот и мощностей. Классификация и условные графические обозначения биполярных транзисторов приведены на 1.20. Для изготовления транзисторов широко применяются два полупроводниковых материала: герма- 1.20. Классификация и условные Ний И кремний. Структура и графические обозначения биполярных конструкция биполярного тран-

Диапазоны значений параметров отечественных биполярных транзисторов приведены в табл. 1.2.

лом и «-каналом. Классификация и условные графические обозначения полевых транзисторов приведены на 1.26.

В качестве предельно допустимых параметров нормируются: максимально допустимые напряжения ?/Си тах и Uan max; максимально допустимая мощность стока Рстах\ максимально допустимый ток стока /сгаах. Значения параметров полевых транзисторов приведены в табл. 1.3.

Параметры полевых транзисторов приведены в табл. П1.6.

Формулы пересчета малосигнальных параметров в физические и обратно для трех схем включения транзисторов приведены в табл. 3.2.

Полевые транзисторы хорошо работают на частотах до 150 Мгц. Параметры некоторых типов полевых транзисторов приведены в табл. 3.4.

Объемное сопротивление базовой области транзистора в сильной степени зависит от конфигурации. Расчетные формулы сопротивлений базовой области для некоторых несложных конфигураций транзисторов приведены в табл.2.1. Стрелками на

В. а. х. ключевого и нагрузочного МДП-транзисторов приведены на 3.9. Совместным решениям системы уравнений,

Простейшая схема автоколебательного мультивибратора приведена на 19.5. Схема имеет перекрестные коллекторно-базо-вые связи транзисторных каскадов, осуществляемые через емкости конденсаторов С1 и Cj. Временные диаграммы напряжений на базах и коллекторах обоих транзисторов приведены на 19.6.