Курсовая: Резисторы - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Резисторы

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 2004 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

19 33 Содержание Введение ………………………………………………………………………… . 4 1. Исходные данные для проектирования ……………………… …… ……..... .. 6 1.1. Схемотехнические параметры ……. …………………………………... ... . 6 1.2. Конструктивно – технологические данные для проектирования .……… . 6 2. Обзор литературы по теме курсового проекта …………… …………… ... . 1 2 2.1. Классификация интегральных микросхем и их сравнение …………... . 1 2 2.2. Краткая характеристика полупроводниковых интегральных микросхем 1 6 3. Расчёт полупроводниковых резисторов ………………………………….... 18 3.1. Общие сведения об изготовлении полупроводниковых резисторов …. 18 3.2. Порядок расчёта полупроводниковых резисторов …………………….. 22 3.3. Расчёт полупроводниковых резисторов ………………………………... 26 4. Проектирование топологии ИМС ………………………………………….. 28 5. Выводы о проделанной работе ……………………………………………... 35 Список используемой литературы………………………………………… … . . 36 Введение Поскольку ИС, подобно электронной лампе или транзистору, предста в ляет собой' конструктивно единое целое, выполняет определенную функцию и должна удовлетворять определенным требованиям при испытаниях, п о ставках и эксплуатации, она относится к разряду электронных приборов. О д нако по сравнению с диодом, транзистором и т, п. ИС является качественно новым типом прибора. Первая – главная особенность ИС как электронного прибора состоит в том, что она самостоятельно выполняет законченную, часто весьма сло ж ную функцию, тогда как элементарные электронные приборы выполняют анал о гичную функцию только в ансамбле с другими компонентами. Например, о т дельный транзистор не может обеспечить усиление сигнала или запоминание информации. Для этого нужно из нескольких транзисторов, резисторов и других компонентов собрать (спаять) соответствующую схему, В микроэле к тронике же указанные функции выполняются одним прибором — интегральной схемой: она может быть усилителем, за поминающим устро й ством и т. п. Второй важной особенностью ИС является то, что повышение фун к циональной сложности этого прибора по сравнению с элементарными не сопровождается ухудшением какого-либо из основных показателей (наде ж ность, стоимость и т. п.). Более того, все эти показатели улучшаются. Прои л люстрируем эту особенность на примере полупроводниковых ИС. Поскольку габариты и масса простых и средних ИС близки к габар и там и массе дискретных транзисторов, можно считать, что в первом приближ е нии выигрыш по этим показателям при переходе от дискретных схем к инт е гральным определяется степенью интеграции и может достигать сотен и т ы сяч раз . Поскольку надежность работы полупроводникового прибора в апп а ратуре определяется, прежде всего, количеством паяных и (в меньшей степ е ни) ( парных соединении, то ИС, у которых межсоединения элементов ос у ществляются путем металлизации (т. е. без папки и сварки), обладают заведомо п о вышенной надежностью по сравнению с дискретными схемами, выполняющими ту же функцию. П о мере увеличения степени интеграции этот выи г рыш возрастает, С тоимость ИС при прочих равных условиях близка к стоимости одного транзистора . Значит, в зависимости от степени интегр а ции (или, точнее, от плотности упаковки), стоимость одного элемента ИС по сравнению со сто и мостью аналогичного дискретного компонента может быть в сотни раз меньше. Третья особенность ИС состоит в предпочтительности активных элементов перед пассивными – принцип, диаметрально противоположный т о му, который свойствен дискретной транзисторной технике. В последней акти в ные компоненты, особенно транзисторы, наиболее дорогие, и потому опт и мизация схемы при прочих равных условиях состоит в уменьшении колич е ства активных компонентов. В ИС дело обстоит иначе: у них задана стоимость не элемента, а кристалла; поэтому целесообразно размещать на кристалле как можно больше элементов с минимальной площадью. Минимал ь ную площадь имеют активные элементы – транзисторы и диоды, а макс и мальную – пассивные. Следовательно, оптимальная ИС – это ИС, у которой сведены к минимуму количество и номиналы резисторов и, особенно, ко н денсаторов. Четвертая особенность ИС связана с тем, что смежные элементы ра с положены друг от друга на расстоянии всего 50 – 100 мкм. На таких малых расстояниях различие электрофизических свойств материала маловероятно, а следовательно, маловероятен и значительный разброс параметров у сме ж ных элементов. Иначе говоря, параметры смежных элементов взаимосвязаны – коррелированны. . Эта корреляция сохраняется к при изменении температ у ры: у смежных элементов температурные коэффициенты параметров практ и чески одинаковы. Корреляция между параметрами смежных элементов и с пользуется при проектировании некоторых ИС с целью снизить влияние разброса п а раметров и изменений температуры. 1. Исходные данные для проектирования. Схемотехнические параметры. На рисунке 1 изображена электрическая схема варианта № 2 9. Рис.1 Электрическая схема варианта 29. 1.2 Конструктивно – технологические данные и огранич е ния. Конструктивные и технологические ограничения, которые учитываю т ся при разработке топологии интегральной микросхемы на биполярных тра н зисторах, изображены на рисунке 2. Расшифровка рисунка приведена в та б лице 1. Рис. 2 Конструктивно-технологические ограничения при разработке топологии инт е гральной микросхемы на биполярных транзисторах. Таблица 1 Конструктивно-технологические данные и ограничения. Минимально допустимые размеры Мкм Ширина линии скрайбирования слоя 60 Расстояние от центра скрайбирующей полосы до края слоя металлизации или до края диффузионной области 50 - 100 Ширина проводника d 3 при длине < 50 мкм 4 Расстояние между проводниками d 4 при длине < 50 мкм 3 Перекрытие металлизации контактных окон в окисле к элеме н там ИМС d 20 2 Расстояние от края контактного окна р + разделительных о б ластей для подачи смещения до края области разделения d 21 6 Расстояние от края контактного окна к изолированным областям n -типа для подачи смещения до края области раздел е ния d 22 6 Размер контактных площадок для термокомпрессионной пр и варки проводников d 1 100 Расстояние между контактными площадками d 2 70 Продолжение таблицы 1 Расстояние между проводниками d 4 при длине > 50 мкм 4 Размер контактных площадок текстовых элементов рабочей схемы 50x50 Размеры контактного окна к базе d 15 4x6 Размеры контактного окна к эмиттеру d 16 4х4;3х5 Размеры окна вскрытия в окисле 2,5x2,5 Размеры окна в пассивирующем окисле d 23 100x100 Ширина области разделительной диффузии d 5 4 Расстояние от базы до области подлегирования разделительной диффузии d 6 10 Расстояние между краем области подлегирования коллекторного контакта и краем разделительной области d 7 10 Расстояние между краем разделительной области и краем скр ы того n + – слоя d 8 7 Расстояние между краем контактного окна в окисле и к базе и 3 краем базы d 1 3 Расстояние между эмиттерной и базовой областями d 11 3 Расстояние между краем контактного окна в окисле к эмиттеру и краям эмиттера d l 3 Расстояние между контактными окнами к базе и эмиттеру 4 Расстояние между базовыми областями, сформированными в о д ном коллекторе 9 Расстояние между контактным окном к коллектору и областью разделительной диффузии d 14 6 Ширина области подлегирования n + – слоя в коллекторе d 17 8 Ширина к контактному окну к коллектору d l 8 4 Ширина резистора d 13 5 Ширина диффузионной перемычки 3 Расстояние от края окна в пассивации до края контактной площадки d 20 6 Расстояние между соседними резисторами d 25 7 Расстояние между диффузионными и ионно-легированными р е зисторами 4 Расстояние между контактной площадкой и проводящей доро ж кой d 26 20 Ширина скрытого n + – слоя 4 Расстояние между контактными площадками текстовых элементов 40 Перекрытие металлизации контактных окон в окисле к элеме н там ИМС d 2 o 2 Расстояние от края контактного окна р + к разделительным о б ластям для подачи смещения до края области разделения d 2 1 6 Расстояние от края контактного окна к изолированным обла с тям n -типа для подачи смещения до края области разделения d 22 6 Следует обращать особое внимание на размеры топологических заз о ров, так как при неоправданно малых их значениях ИМС или не будет фун к ционировать, из-за перекрытия областей структуры (например, базовой области и области разделительной диффузии), или будет иметь искаженные п а раметры за счет усиления паразитных связей между элементами. С другой стороны, завышение размеров топологических зазоров топ о логических зазоров приводит к увеличению кристалла. Сущность работы по созданию топологии ИМС сводится к нахождению такого оптимального варианта расположения элементов сх е мы, при котором обеспечиваются высокие показатели эффективности производства и качества ИМС: низкий уровень бракованных изделий, ни з кая стоимость, материалоемкость, высокая надежность, соответствие получа е мых электрических параметров заданным. Количество и размеры изолированных областей оказывают существе н ное влияние на характеристики ИМС, поэтому: 1. Суммарная площадь изолирующих p - n -переходов дол ж на быть минимальной, так как их емкость является паразитной. Минимальные размеры изолированной области определяются геометрич е скими размерами находящихся в ней элементов и зазорами, которые н е обходимо выдерживать между краем изолированной области и элементами и между самими элементами, размещенными в одной изолирова н ной области; 2. К изолирующим р- n -переходам всегда должно быть приложено напряжение обратного смещения, что практически осуществляется подсоединением подложки р-типа, или области разделительной диффузии р-типа, к точке схемы с наиболее отрицательным потенци а лом. При этом суммарное обратное напряжение, приложенное к изолиру ю щему переходу не должно превышать напряжения пр о боя; 3. Диффузионные резисторы, формируемые на основе базового слоя, можно располагать в одной изолированной области, которая подключ а ется к точке схемы с наибольшим положительным потенциалом. Обычно такой точкой является контактная площадка ИМС, на кот о рую подается напряжение смещения от коллекторного источника п и тания; 4. Резисторы на основе эмиттерного и коллекторного слоев следует ра с полагать в отдельных изолированных областях; 5. Транзисторы типа n - p - n , коллекторы которых подсоединены неп о средственно к источнику питания, целесообразно раз мещать в одной изолированной области вместе с резисторами; 6. Транзисторы типа n - p - n , которые включены по схеме с общим коллектором, можно располагать в одной изолированной о б ласти; 7. Все другие транзисторы, кроме упомянутых в п. 5 и 6 необход и мо располагать в отдельных изолированных областях, т.е. все коллекторные области, имеющие различные потенциалы, должны быть изолированы; 8. Для уменьшения паразитной ё мкости между контактными площадками и подложкой, а также для защиты от короткого замыкания в сл у чае нарушения целостности пленки окисла под ними при приварке проволочных выводов под каждой контактной площадкой создают изолированную область, за исключением контактных площадок с наиболее о т рицательных потенциалом; 9. Количество изолированных областей для диодов может сильно изменяться в зависимости от типа диодов и способов их включения. Е с ли в качестве диодов используются переходы база-коллектор, то для ка ж дого диода требуется изолированная область, так как каждый катод (колле к торная область n -типа) должен иметь отдельный вывод; 10. Для диффузионных конденсаторов требуются отдельные изол и рованные области. Исключение составляют случаи, когда один из выводов конденсатора является общим с другой изолированной обл а стью; 11 . Для диффузионных перемычек всегда требуются отдельные и изолированные области. 2. Обзор литературы по теме курсового проекта. 2.1. Классификация интегральных микросхем и их сравн е ние. В процессе развития микроэлектроники (МЭ), начиная с 1960 г., номенклатура ИС непрерывно изменялась. При этом отдельные типы ИС нередко ра с сматривались как альтернативные, т. е. исключающие все другие. В настоящее время каждый из основных типов ИС занял свое, относител ь ное стабильное место в микроэлектронике. Выше, иллюстрируя общую идею и н теграции, мы имели в виду главный тип ИС – полупроводниковые. Классификация ИС. По способу изготовления и получаемой при этом структуре различают два принципиально разных типа интегральных схем: полупрово д никовые и плёночных. Рис.3. Структура элементов полупроводниковой ИС. Полупроводниковая ИС – это микросхема, элементы которой выполн е ны в приповерхностном слое полупроводниковой подложки (рис.3). Эти ИС составляют основу современной микроэлектрон и ки. Рис.4. Структура элементов пленочной ИС: 1– верхняя обкладка; 2– нижняя обкла д ка; 3– диэлектрик; 4– соединительная металлическая полоска. Пленочная ИС — это микросхема, элементы которой выполнены в виде разного рода пленок, нанесен ных на поверхность диэлек трической подло ж ки (рис. 4). В зависимости от способа нанесения пленок и связанной с этим их толщиной различают тонкопленочны е И C (толщина пленок до 1 – 2 мкм) и тол стопле ночны е И С (толщина пленок от 10 – 20 мкм и выше). Поскольку до сих пор никакая комбинация напыленных пленок не позволяет получить активные элементы типа транзисторов, пленочные ИС содержат только пассивные элементы (резисторы, конденсаторы и т. п.). П о этому функции, выполняемые чисто пленочными ИС, крайне ограничены. Чтобы преодолеть эти ограничения, плено ч ную ИС дополняют активными дискретными компонентами, располагая их на той же подложке и с о единяя с пленочными элементами (рис.5). Тогда получается смешанная – плено ч но-дискретная ИС, которую называют гибридной. Гибридная ИС (или ГИС) – это микросхема, которая представляет собой комбинацию пленочных пассивных элементов и дискретных акти в ных компонентов, расположенных на общей диэлектрической подложке. Дискретные компоненты, входящие в состав гибридной ИС, называют навесн ы ми, подчеркивая этим их обособленность от основного технологи ческого цикла получения пленочной части схемы. Помимо диодов и тра н зисторов, навесными компонентами могут быть и полупроводниковые ИС, т. е. компоненты п о вышенной функциональной сложности. Еще один тип «смешанных» ИС, в которых сочетаются полупроводниковые и пленочные интегральные элементы, называют совмещенн ы ми. Рис.5. Структура гибридной ИС: 1– резистор; 2– полоска металлизации; 3– навесной бескорпусный транзистор. Совмещенная ИС – это микросхема, у которой активные элементы выполнены в приповерхностном слое полупроводникового, кристалла (как у полупроводниковой ИС), а пассивные нанесены в виде пленок на предвар и тельно изолированную поверхность того же кристалла (как у пленочной ИС). Совмещенные ИС выгодны тогда, когда необходимы высокие но миналы и высокая стабильность сопротивлений и емкостей; эти требования легче обеспечить с помощью пленочных элементов, чем с п о мощью полупроводник о вых. Во всех типах ИС межсоединения элементов осуществляются с помощью тонких металлических полосок, напыленных или нанесенных на поверхность подложки и в нужных местах, контакт и рующих с соединяемыми элементами. Процесс нанесения этих соединительных полосок называют металлизацией, а сам «рисунок» межсоединений – металлической разво д кой. Толстопленочные ГИС (обозначим их ТсГИС) изготавливаются весьма просто, на первый взгляд – примитивно. Н а диэлектрическую пластинку-подложку довольно большой пло щади (несколько квадратных са н тиметров) наносят пасты разного состава. Характерная особенность этого метода с о стоит в том, что пленка сразу приобретает заданную толщину. Проводящие пасты обеспечивают межсоединения элементов, обкладки конденсаторов и выводы к штырькам корпуса; резистивные – получение резисторов; диэле к трические – изоляцию между обкладками конденсаторов и общую защиту поверхности готовой ГИС. Каждый слой должен иметь свою конфигурацию, свой рисунок. Поэтому при изготовлении каждого слоя па с ту наносят через свою маску – трафарет – с отверстиями (окнами) в тех местах, куда должна попасть паста данного слоя (рис, 6 ). После того как пленочная часть ТсГИС закончена, на заранее отведенные «пустые» места или на защитный диэлектрический слой приклеивают навесные компоне н ты и соединяют их выводы с контактными площадками, предусмотренными в проводящих слоях. Из приведенного краткого описания следуют главные особенности ТсГИС: — «механический» способ нанесения паст не позволяет делать толщину пленок менее 10 – 20 мкм (типичные значения 50 – 100 мкм), отсюда – н а звания толстопленочная технология и толстопле н оч н ые ГИС; — простота технологии обеспечивает ее доступность и низкую стоимость и з делий; — «механический» способ нанесения пленок не может обеспечить достаточно малых допусков на номиналы резисторов и конденсато ров, т. е. прециз и онность элементов . Рис. 6 . Накладная маска – трафарет для локального нанесения пасты . Тонкопленочные ГИС (обозначим их ТкГИС) изготавливаются по б о лее сложной технологии, чем ТсГИС, причем используется специфическое об о рудование, обычно весьма дорогое. Поэтому стоимость ТкГИС выше, чем ТсГИС. Классическая тонкопленочная технология характерна тем, что пленки осаждаются на подложку из газовой фазы. При этом пленки приобретают свою конечную толщину не сразу (как после нанесения пасты в ТсГИС), а постепенно – один м ономолекулярный слой за другим. Вырастив оч е редную пленку, меняют химический состав газа и тем самым электрофизические свойства следующей пленки. Таким образом, поочередно получают пр о водящие, резистивные и диэлектрические слои. Конфигурация (рисунок) к а ждого слоя определяется либо трафаретом, наложенным на подложку (как в случае ТсГИС), либо маской, выращенной на поверхности п о добно окисной маске в полупроводник о вых ИС . Для того чтобы атомы или молекулы пара беспрепятственно проходили от источника до подложки, необходимо создать достаточное разрежение ат мосферы, т. е. проводить осаждение (нанесение) пленок в замкнутом пр о странстве (под колпаком), в котором создан вакуум той или иной степени. Н авесные элементы в ТкГИС, как и в ТсГИС, приклеивают на повер х ность готовой пленочной части схемы и соединяют с соот ветствующими контак т ными площадками элементов. 2.2. Краткая характеристика полупроводниковых микр о схем. В настоящее время различаю два класса полупроводниковых ИС: б и полярные ИС и МДП ИС. Сочетание биполярных и МДП – транзисторов на одном кристалле является особым случаем. Технология полупроводниковых ИС обоих классов основана на легировании полупроводниковой (кремниевой) пластины поочередно донорн ы ми и акцепторными примесями, в результате чего под по в ерхностью обр а зуются тонкие слои с разным типом проводимости и р – n – переходы на границах слоев. Отдельные слои используются в качестве резисторов, а р – n – переходы – в диодных и тра н зисторных структурах. Легирование пластины приходится осуществлять локально, т.е. на отдельных участках, разделенных дос таточно большими расстояниями. Л о кальное легирование осуществляется с помощью специальных масок с отве р стиями, через которые атомы примеси проникают в пластину на нужных уч а стках. При изготовлении полупроводниковых ИС роль маски обычно играет пленка двуокиси кремния SiO 2 , покрывающая поверхность кремни е вой пластины. В этой пленке специальными методами гравирует ся необходимая с о вокупность отверстий или, как говорят, необходимый рисунок . Отверстия в масках, в частности в окисной пленке, называют о к нами. Полупроводниковые микросхемы характеризуются рядом недостатков. В частности, в полупроводниковом материале трудно получать пассивные эл е менты с заданными номинальными значениями. Кроме того, они имеют низкую температурную стабильность, что усложняет констру и рование схем, и сильные паразит ные связи между элементами, вызывающие ухудшение к а чества схем. Несмотря на отмеченные недостатки, полупроводниковые микросхемы в настоящее время относятся к числу наиболее перспективных изделий микроэлектроники, так как они позволяют создавать надежные м а логабаритные и сложные в функциональном отношении схемы . При использовании хор о шо отработанных технологических методов изготовления полупроводниковые микросхемы оказываются значительно надежнее и д е шевле схем из навесных элементов. Полупроводниковые микросхемы выпускаются промышленн о стью на основе биполярных и МДП структур. 3. Расчет полупроводниковых резисторов. 3.1. Общие сведения об изготовлении полупроводник о вых резисторов. В полупроводниковых микросхемах функцию резистора выполняет объем полупроводника, имеющий определенные разм е ры и конфигурацию, или транзисторная схема (аналог резистора). Интегральные резисторы м о гут быть разделены на следующие типы в зависимости от структуры: диффуз и онные (на основе эмиттерной или базовой области); эпитаксиальные (на о с нове коллекторной области); пинч – резисторы, а также резисторы, изготовляемые методом ионного легирования. Все интегральные резист о ры, кроме последнего из перечисленных типов, изготовляются одновременно с активными элементами микросхем без введения дополнительных эт а пов обработки. Они создаются на основе коллекторной, базовой или эмиттерной областей тра н зистора. Диффузионные резисторы. Диффузионные резисторы изготавлив а ют одновременно с диффузией примесей, в про цессе которой создаются б а зовые или эмиттерные области n -р- n – транзистора. Сопротивление дифф у зионного резистора представляет собой объемное сопротивление участка диффузио н ного слоя, ограниченного p - n – переходом. Оно определяется геометрическими размерами резистивной области и распределением прим е си по глубине диффузионного слоя, которое, в свою очередь, характеризуется удельным поверхностным сопротивлением R S . Значение R S явл я ется конструктивным параметром резистора; зависящим от технологических факторов (режима диффузии). Типичные значения сопротивления диффузионных резисторов, кот о рые можно получить при данном значении R S , лежит в пределах 4 Rs < R < 10 4 R S . Нижний предел ограничивается сопротивлением контактных обла с тей, которое должно быть значительно меньше сопротивления основной о б ласти резистора. В качестве контактиру ющего металла используется алюм и ний. Верхний предел ограничивается допустимой площадью, отводимой под резистор. Чаще всего резисторы выполняются на основе базовой области ( R S = 100 – 300 Ом/
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
Скоро, чтобы «выделиться из толпы», достаточно будет не сделать
себе татуировку.
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, курсовая по радиоэлектронике "Резисторы", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru