Разработка интегральных микросхем (стр. 9 из 15)

(13)

Емкость перехода коллектор-база и эмиттер – база определим как:

(14)

Ф;
(15)

Ф;

Обратный ток эмиттера определяется по формуле:

(16)

А;

Обратный ток коллектора определяется по формуле:

(17)

А;

3.2.2 Расчет параметров диода Д303

Ширина эмиттера R_э=3Δ, площадь эмиттера S_э=300 мкм²

Длина эмиттера:

; (18)

мкм

Длина базы:

(19)

Значения омических сопротивлений областей транзистора можно оценить по формулам :

(20)

Ом

(21)

Ом

где К_к = 0 для конструкции с одним базовым контактом;

, -удельное поверхностное сопротивление пассивной и активной областей базы, Ом/□; (100 – 300) Ом/□; (1 – 10) кОм/□; hк – толщина коллекторной области , см,(2 -10) мкм; hб – глубина залегания p-n – перехода база – коллектор, см, (1 - 3) мкм; ρк – удельное объемное сопротивление коллекторной области Ом*см; (0,1 – 1)

Ширина базы составляет :

(22)

где

=(0,5 – 2,5) мкм

Wb= 5E-7 мкм

Коэффициент переноса

вычисляется по формуле:

(23)

где

- диффузионная длина базы, =(2 – 50) мкм; - концентрация донорной примеси у эмиттерного перехода,

=(0,1–1) * 10¹⁸ см; - концентрация донорной примеси в коллекторе, см^-3, =(0,05 – 1)*10¹⁷ ;

Коэффициенты

, и высчитываются по формулам :

(24)

мкм;

(25)

мкм;

(26)

Максимальные напряжения переходов (коллектор – база, эмиттер – база, эмиттер - коллектор) рассчитываются по формулам:

(27)

В

(28)

В

(29)

В

- концентрация носителей заряда в собственном полупроводнике.

Инверсный коэффициент передачи транзистора (Bi) можно определить по следующей формуле:

(13)

Емкость перехода коллектор-база и эмиттер – база определим как:

(30)

(31)

Ф;

Обратный ток эмиттера определяется по формуле:

(32)

Обратный ток коллектора определяется по формуле:

(33)

А;

3.3 Расчет параметров резисторов

Резисторы формируют в любом из диффузионных слоев транзисторной структуры (эмиттерная и базовая области), в эпитаксиальном слое (коллекторная область) и с помощью ионного легирования. Вид резистора выбирают, исходя из заданного номинального значения и точности изготовления.

Основным конструктивным параметром диффузионного резистора является величина ρ_s, которая зависит от режима диффузии. Параметры диффузионного резистора улучшают подбором конфигурации и геометрических размеров.

Рассчитаем промежуточные и конечные параметры для резисторов, соответствующих данному курсовому проекту: 4.7кОм, 2.2 кОм, 2.2 кОм, 470 кОм.

Исходными данными для расчетов резисторов являются: R – сопротивление резистора; ΔR – допуск;

- поверхностное сопротивление легированного слоя; P₀ – максимально допустимая удельная мощность рассеяния; P – среднее значение мощности.

Коэффициент формы резистора:

; (1)

где R – сопротивление резистора,

- поверхностное сопротивление легированного слоя;

Полная относительная погрешность сопротивления:

(2)

где

- относительная погрешность воспроизведения;

относительная погрешность коэффициента формы резистора;

температурный коэффициент сопротивления;

- температурная погрешность сопротивления,

- рабочий диапазон температур,

допуск (разброс параметров).

Минимальная ширина резистора, при которой обеспечивается заданная погрешность геометрических размеров:

(3)

где

- абсолютная погрешность ширины резистивной полоски;

- абсолютная погрешность длины резистивной полоски;

- коэффициент формы резистора.

Минимальная ширина резистора, определяемая из максимально допустимой области рассеяния:

(4)

где P0 - максимально допустимая мощность рассеивания, P – среднее значение мощности.