Главная Промышленная автоматика.

Для тонкопленочного резистора с такими же размерами обычно

(2.8)

ДС А/?

= 4Х 10~пФ/кОм.

Как видно из фиг. 2.2, в диапазоне температур от -55 яо + 125 °С типичные значения температурных коэффициентов у используемых обычно тонкопленочных резисторов намного меньше, чем у диффузионных резисторов. Эти значения лежат в диапазоне от 5-10- для пленок из NiCr до 6-10- 1/°С для пленок с высоким удельным сопротивлением из CrSi. Они на порядок лучше, чем температурные коэффициенты диффузионных резисторов, для которых типичным является значение 10~ 1/°С.

1 сегмент

А о-

В -о

Фиг. 2.3. Распределенная модель тонкопленочного резистора.

Как в диффузионных, так и в тонкопленочных резисторах отклонение от номинального сопротивления определяется точностью воспроизведения числа квадратов (геометрией), а также постоянством и повторяемостью значения сопротивления слоя (диффузионного или тонкопленочного). Отклонения в геометрии резистора вызываются в основном изменением его ширины. Для типичной ширины резистора 12,5 мкм погрешность ±10% - обычное явление. Иногда с целью получить наилучшее согласование двух или более резисторов берется ширина 25 или даже 50 мкм. Разброс значений удельного сопротивления определяется отклонениями в процессе управления диффузией примеси или тонкопленочным осаждением; для сопротивления слоя типична погрешность +15%. При определении суммарной погрешности рез-истора отклонения в удельном сопротивлении и геометрии резистора следует рассматривать как независимые переменные. Приведенные типичные процентные соотношения справедливы по меньшей мере для 90% всех схем на любом участке пластины и для всех пластин, выпускаемых в течение длительного промежутка времени.

Намного жестче в монолитных схемах можно контролировать погрешность парных резисторов. Степень согласования ре-



зисторов определяется различием в геометрии и удельном сопротивлении двух компонентов, близко расположенных на одном чипе (обычно не дальше 0,5 мм). Эта близость в расположении приводит к тому, что плавная неоднородность физических процессов, вызывающая относительно большой разброс в абсолютном значении сопротивления резистора на всей поверхности пластины, намного меньше влияет на два согласуемых резистора. Например, резисторы с шириной 12,5 мкм, находящиеся на одном монолитном чипе, легко могут быть согласованы с точностью, превышающей 0,5%, в то время как вариации от чипа к чипу могут превышать 10%.

2.3. КОНДЕНСАТОРЫ АНАЛОГОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

Модели конденсаторов на основе рп-перехода

Емкость обратносмещенного рп-перехода имеет распределенный характер, что лучше всего моделируется сегментной цепью. На фиг. 2.4 даны поперечный разрез конденсатора на основе рп-перехода и его сегментная модель. Захороненный слой п+-ти-па можно рассматривать как проводник, имеющий пренебрежимо малое сопротивление. Подложку также можно считать эквипотенциальной точкой, поскольку в тех местах, где чип прикрепляется своим основанием к корпусу интегральной схемы, они имеют электрический контакт. Отсюда следует, что паразитные емкость Св и ток in подложки являются элементами с сосредоточенными параметрами, поскольку они соединяют две эквипотенциальные поверхности.

Один сегмент распределенной емкости перехода можно определить из выражения

ЛС = ЛЛ,(-)"\ (2.9)

которое имеет форму, подобную форме выражения (1.8). Полное действующее значение емкости равно сумме отдельных сегментов ДС. Величина AAj, представляющая площадь одного сегмента распределенной модели, может быть найдена из выражения (2.2).

Дополнительными элементами в модели конденсатора с рп-переходом учитываются различные паразитные эффекты. Источник тока Д/ут представляет собой ток утечки, величина которого при температуре 25 °С равна . . .

Д/у = 1,55 нА ХАЛ/, (2.10)



где AAj измеряется в мм. Компонент AR нредставляет собой сегментное сопротивление между рп-переходом и захороненным слоем. Сопротивление между захороненным слоем и контактом островка п+-типа представлено элементом Ra с сосредоточенными параметрами.

SiO.

Алюминий

р-диффузия

Лштаксиальный слой п -типа


Захороненный слой п*-типа

р-подложка а

сегмент


п-шпа

Фиг. 2.4. Конденсатор на основе рп-перехода. а-поперечный разрез; б-распределенная модель.

Для конденсаторов в высокоомных цепях, которые обсуждаются в гл. 3, большое значение имеет сопротивление утечки. В типичном конденсаторе на основе рп-перехода при гемпера-туре 125 °С и смещении 10 В ток утечки равен 150 нА. Этот ток зависит от напряжения по закону

(2.11)





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [15] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

0.0035