E-Book Overview
В пособии рассмотрены интегральные схемы на комплементарных МОП транзисторах. Пособие состоит из трех частей: первая посвящена аналоговым, вторая - цифровым КМОП ИС, третья - аналогово-цифровым КМОП ИС. Описаны физико-технологические и конструктивно-топологические особенности КМОП-приборов и элементов на их основе. Приведены типовые схемотехнические решения, проведен расчет основных характеристик различных элементов, изложена методология проектирования КМОП ИС. Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, изучающих микроэлектронику, И может быть полезно широкому кругу специалистов, занимающихся разработкой ИС
E-Book Content
В.В. Ракитин
Интегральные схемы на KМОП-транзисторах
Учебное пособие
Москва 2007
1 Все права защищены. Никакая часть этого пособия не может быть воспроизведена в любой форме или любыми средствами, электронными или механическими, включая фотографирование, магнитную запись или иные средства копирования или сохранения информации, без письменного разрешения автора. © В.В. Ракитин, 2007
2
Аннотация В пособии рассмотрены интегральные схемы на КМОП транзисторах. Пособие состоит из трех частей: первая посвящена аналоговым, вторая – цифровым КМОП ИС, третья – аналогово-цифровым КМОП ИС. Описаны физико-технологические и конструктивно-топологические особенности КМОП-приборов и элементов на их основе. Приведены типовые схемотехнические решения, проведен расчет основных характеристик различных элементов, изложена методология проектирования КМОП ИС. Пособие предназначено для студентов высших учебных заведений, изучающих микроэлектронику, и может быть полезно широкому кругу специалистов, занимающихся разработкой ИС.
3 Содержание Предисловие ....................................................................................... 8 Часть 1. Аналоговые КМОП ИС............................................................. 9 Глава 1. Введение в аналоговые КМОП ИС.................................... 9 1.1. Элементарная модель МОП транзистора ................................ 10 1.2. Простейшие КМОП-усилители................................................ 11 Глава 2. Основы теории КМОП ....................................................... 14 2.1. Конструкция КМОП.................................................................. 14 2.2. Принцип работы и характеристики МОП ............................... 15 2.2.1. Пороговое напряжение МОП ........................................... 15 2.2.2. Вольт-амперная характеристика ................................... 17 2.2.3. Малосигнальные параметры:........................................... 20 2.2.4. Максимальное усиление МОП........................................... 22 2.2.5. Динамические параметры МОП ...................................... 23 2.2.6. Эквивалентная схема ........................................................ 25 2.2.7. Максимальное быстродействие ...................................... 25 2.2.8. Температурная зависимость ........................................... 25 2.2.9. Шумы МОП-транзисторов .............................................. 26 2.3. Биполярные элементы............................................................... 26 2.3.1. Диоды.................................................................................. 26 2.3.2. Биполярные транзисторы ................................................ 27 2.3.3. Тиристоры.......................................................................... 27 2.4. Пассивные элементы................................................................. 29 2.4.1. Резисторы .......................................................................... 29 2.4.2. Конденсаторы ................................................................... 30 Глава 3. Маршрут и топология КМОП........................................... 33 3.1. Технологический маршрут КМОП ........