Главная Промышленная автоматика.

прибора и самими переходами диода. Диод с Уде - О имеет наименьшее возможное объемное сопротивление, поскольку любое паразитное сопротивление в цепи базы оказывается поделенным на р транзистора. По этим соображениям в интегральных схемах такое диодное включение используется наиболее широко.

2.6. ТИПИЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ПРИБОРОВ

На фиг. 2.11 мы свели в таблицу типичные параметры биполярных и полевых транзисторов. При сравнении параметров различных б1полярных приборов их следует соотносить с параметрами обычного «р/г-транзистора. Как это видно из приведенных значений, намеренное улучшение одного параметра прибора сопровождается обычно ухудшением одного или нескольких других параметров.

Здесь уместно сделать несколько общих замечаний, которые не нашли отражения на фиг. 2.11.

1. Боковые и подложечные р/гр-приборы обладают превосходными температурными характеристиками по р. Типичными являются изменения р на 10% при изменении температуры на

Биполярные транзисторы

&

О) S ее О. га С

3 Я л ч га Е

о к а «и

Чо) с к

Я е II

СЗ 5

га а

°

VcE = «0 В /с = 0,1 мА

2 500

BVcEO

±10 мкА

55 В

60 В

60 В

55 В

60 В

BVcBo

±10 мкА

100 В

15 В

100 В

100 В

80 В

75 В

BVebo

±10 мкА

6,3 В

6,6 В

100 В

100 В

6,5 В

7,0 В

V(,g = 10 В /с = 2 мА

450 МГц

550МГц

1 МГц

15 МГц

850 МГц

650 МГц

VcE = 10 В

0,005

0,009

0,03

0,005

0,012

/с = 0,1 мА

мкСм

мкСм

мкСм

мкСм

мкСм

мкСм

= 10 В /с = 0.1 мА

з-ю-"

3- 10-

5-10"

5-10-

з-ю-"

2-10-"

ftfb Д-Р/(3-И).

fj изменяется с изменением коллекторного тока /(;• Указанные значения являются максимальными.

Четвертый ft-параметр (fcj) определяется нз уравнения (2.24).



Полевые транзисторы

----

Режим измерения

р-канальный

р-канальный

п-канальный МОП

Параметры

с переходом

(режнм с обеднением)

/д = ± 2 мА

500 мкСм

500 мкСм

1 ООО мкСм

Vos=±5 В

± 10 мкА

6,5 В

50 В

40 В

/д = ± 1 мкА

+2,5 В

-3,5 В

-1 В

= ± 5В

Напряжение обратного пробоя рп-перехода канал-подложка.-Ярил*, переч.

Фиг. 2.11. Типичные параметры транзисторов.

100 °С. Изменения р у других представленных в таблице транзисторов составляют 90% на 100 "С.

2. Напряжение сдвига между двумя согласованными приборами со сверхвысоким значением р больше, чем у других транзисторов, и составляет соответственно •Б и 0,5 мВ.

3. Для создания высокочастотных транзисторов, как уже говорилось в гл. 1, необходим процесс изоляции диэлектриком и дополнительная диффузия.

4. Боковые и подложечные р/гр-транзисторы имеют плохие значения параметров hob и /г,ь; это ограничивает их использование в высокоомных схемах.

2.7. ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ ДЛЯ АНАЛИЗА И РАСЧЕТА СХЕМ

В тех случаях, когда соединяют между собой несколько отдельных компонентов, моделируемых с использованием представленных выше схем, анализ и расчет аналоговых интегральных схем становится затруднительным. Кроме того, как это обычно бывает в случае новых схемных разработок, на модели отдельных приборов накладываются новые ограничения, и их точность становится сомнительной. В этом случае необходимы более строгие модели, что в свою очередь делает ручные методы вычисления очень трудными, а их точность проблематичной. За последнее десятилетие особенно возрос интерес к использованию ЭВМ в качестве инструмента для анализа и расчета схем. ЭВМ представляет собой мощное средство для вычислений при моделировании чувствительности схемы. После того как решены неизбежные поначалу трудности программирования и достигнуто взаимное соответствие между машинной моделью и экспериментальным макетом схемы, разработчик, используя ЭВМ, может



Приступить К предсказанию и оптимизации поведения схемы с высокой степенью достоверности. Машинное моделирование особенно эффективно при определении чувствительности схемы к отклонениям конкретных схемных параметров. Однако, прежде чем ЭВМ сможет стать эффективным инструментом анализа, необходимо разрешить важные программные вопросы.

При выборе программы основное внимание должно быть обращено на требование компромисса между размерами схемы, сложностью модели и видом и точностью требуемой информации. Например, такая специализированная программа анализа, как ЕСАР), дает достаточно точные {~5%) результаты при расчете схе с довольно большим числом компонентов (обычно не менее бЬ активных и 100 пассивных компонентов) по постоянному току и в условиях малого сигнала переменного тока. Однако довольно простые модели приборов, которые используются в программе ЕСАР, ограничивают точность ее в случае высоких частот и больших сигналов, вследствие чего, если точность не критична, разработчик для полной схемы может отдать предпочтение вычислениям вручную.

Другие программы машинного моделирования, такие, как SCEPTRE 2), используют более обобщенную модель активного компонента, что делает программу применимой для анализа переходных процессов в условиях как малого, так и большого сигналов. Кроме того, SCEPTRE позволяет производить вычисления по постоянному току. Основным ограничением программы SCEPTRE является число узлов схемы, которое программа может обработать на данной машине. Например, при прогоне программы на системе UCC 1108, работающей в режиме разделения времени с использованием терминала СОРЕ 45 ), схема может иметь не более 20-25 транзисторов. Поскольку многие аналоговые интегральные схемы содержат свыше 75 активных компонентов, это ограничение числа узлов представляет собой серьезный недостаток.

Разработаны более эффективные машинные программы, такие, как AEDCAP *) и SPICE ), оперирующие большим чис-

) ЕСАР - Electronic Circuit Analysis Program - программа анализа электронных схем, разработанная фирмой IBM в 1965 г.

SCEPTRE - System for Circuit Evaluation and Prediction of Transient Radiation Effects - система оценки и предсказания эффектов, вызванных ионизирующей радиацией; разработана фирмой IBM в 1967 г.

СОРЕ - Computer Operated Peripheral Equipment - периферийное оборудование, управляемое ЭВЛ1; создано фирмой UNIVAC в 1970 г.

*) AEDCAP - Automated Engineering Design Circuit Analysis Program - программа автоматизированного анализа при разработке схем; разработана фирмой Softech в 1971 г.

) SPICE - Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis - ориентированная на расчет ИС программа моделирования; разработана Калифорнийским университетом в Беркли в 1970 г.





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

0.0038