Пассивные элементы интегральных микросхем

Диоды

Полевой транзистор с изолированным затвором

МДП транзисторы можно формировать без специальных островков в монокристалле интегральной микросхемы, что уменьшает число технологических операций, удешевляет интегральные микросхемы и увеличивает плотность упаковки. Другим преимуществом МДП-транзисторов является их экономичность, т.к. при нулевом напряжении на затворе ток стока практически отсутствует. Мощность потребляется только во время подачи напряжения на затвор. Уменьшение потребляемой мощности интегральными микросхемами на МДП-транзисторах особенно важно для создания логических интегральных схем с большим количеством транзисторов. Кроме того, цифровые интегральные микросхемы могут быть построены целиком на гальванически развязанных соединенных между собой МДП-транзисторах без использования других элементов.

Для создания диода достаточно сформировать только один p-n-переход. Однако диодам в интегральных микросхемах придают транзисторную структуру и в зависимости от конкретного назначения используют тот или иной p-n-переход путем применения одного из пяти возможных вариантов включения рис.13:

1) Используется эмиттерный переход, а коллекторный короткозамкнут. В этом случае достигается наибольшее быстродействие, т.к. накопление заряда может происходить только в базовой области, а она очень тонкая. При этом время перключения диода составляет порядка 1 нс.

2) Используется эмиттерный переход, а коллекторная цепь разомкнута.

3) Используется коллекторный переход, а эмиттерной области может и не быть. Если эмиттерная область все же сформирована, то цепь эмиттера остается разомкнутой. Коллекторная область является относительно высокоомной, поэтому такой диод имеет достаточно высокое, порядка 50В, напряжение пробоя. Площадь коллекторного перехода значительно больше площади эмиттерного перехода, следовательно, такая структура может работать при больших прямых токах.

4) Эмиттерную и коллекторную области соединяют между собой. Эмиттерный и коллекторный переход соединены между собой, при этом увеличивается допустимый прямой ток, но также увеличивается и суммарная барьерная емкость.

5) Используют коллекторный переход, а эмиттерный переход короткозамкнут.