第10章-模拟集成电路中的特殊元件总结.ppt

第十章第十章模拟集成电路中的特殊元件模拟集成电路中的特殊元件内容提要内容提要内容提要内容提要模拟模拟模拟模拟ICIC的发展简史的发展简史的发展简史的发展简史 特殊元件的结构、性能特点、使用场合特殊元件的结构、性能特点、使用场合特殊元件的结构、性能特点、使用场合特殊元件的结构、性能特点、使用场合一概念一概念一概念一概念具有对各种模拟量进行处理功能的具有对各种模拟量进行处理功能的具有对各种模拟量进行处理功能的具有对各种模拟量进行处理功能的集成电路，包括了数字电路以外的所有集成电路，包括了数字电路以外的所有集成电路，包括了数字电路以外的所有集成电路，包括了数字电路以外的所有集成电路。集成电路。集成电路。集成电路。二分类二分类二分类二分类 线性电路：线性电路：线性电路：线性电路：输出信号与输入信号之间存在线性输出信号与输入信号之间存在线性输出信号与输入信号之间存在线性输出信号与输入信号之间存在线性 关系，如运放，电压跟随器，放大关系，如运放，电压跟随器，放大关系，如运放，电压跟随器，放大关系，如运放，电压跟随器，放大器等；器等；器等；器等；非线性电路：非线性电路：非线性电路：非线性电路：如乘法器，比较器，稳压器，调制如乘法器，比较器，稳压器，调制如乘法器，比较器，稳压器，调制如乘法器，比较器，稳压器，调制器，对数放大器等。器，对数放大器等。器，对数放大器等。器，对数放大器等。三特点三特点三特点三特点品种多，线路复杂，重复单元少；品种多，线路复杂，重复单元少；品种多，线路复杂，重复单元少；品种多，线路复杂，重复单元少；电源电压高（电源电压高（电源电压高（电源电压高（12V12V）；）；）；）；工艺复杂，精度要求高。工艺复杂，精度要求高。工艺复杂，精度要求高。工艺复杂，精度要求高。四发展概况四发展概况四发展概况四发展概况继数字电路之后，六十年代中期继数字电路之后，六十年代中期继数字电路之后，六十年代中期继数字电路之后，六十年代中期开始迅速发展，由于最初产品基本上开始迅速发展，由于最初产品基本上开始迅速发展，由于最初产品基本上开始迅速发展，由于最初产品基本上局限于放大器，故称之为线性电路，局限于放大器，故称之为线性电路，局限于放大器，故称之为线性电路，局限于放大器，故称之为线性电路，后来出现了许多新品种，超出了线路后来出现了许多新品种，超出了线路后来出现了许多新品种，超出了线路后来出现了许多新品种，超出了线路电路的范畴，没有归属，于是，电路的范畴，没有归属，于是，电路的范畴，没有归属，于是，电路的范畴，没有归属，于是，19671967年国际电器委员会（年国际电器委员会（年国际电器委员会（年国际电器委员会（IECIEC）正式提出了）正式提出了）正式提出了）正式提出了模拟集成电路的概念。模拟集成电路的概念。模拟集成电路的概念。模拟集成电路的概念。以运放为例：以运放为例：以运放为例：以运放为例：四十年代：电子管运放，用于计算机中，进四十年代：电子管运放，用于计算机中，进四十年代：电子管运放，用于计算机中，进四十年代：电子管运放，用于计算机中，进行各种数学运算，运放由此得行各种数学运算，运放由此得行各种数学运算，运放由此得行各种数学运算，运放由此得名。名。名。名。五十年代：双极型晶体管运放。五十年代：双极型晶体管运放。五十年代：双极型晶体管运放。五十年代：双极型晶体管运放。六十年代：单片集成运放出现。六十年代：单片集成运放出现。六十年代：单片集成运放出现。六十年代：单片集成运放出现。原始型：原始型：原始型：原始型：uA702uA702为代表，为代表，为代表，为代表，标志：电阻负载；标志：电阻负载；标志：电阻负载；标志：电阻负载；第一代：第一代：第一代：第一代：uA709uA709为代表，为代表，为代表，为代表，标志：横向标志：横向标志：横向标志：横向PNPPNP管；管；管；管；七十年代：七十年代：七十年代：七十年代：第二代：第二代：第二代：第二代：uA741741为代表为代表为代表为代表标志：有源负载；标志：有源负载；标志：有源负载；标志：有源负载；第三代：第三代：第三代：第三代：MC1556MC1556为代表为代表为代表为代表标志：超标志：超标志：超标志：超 管管管管八十年代：八十年代：八十年代：八十年代：第四代：第四代：第四代：第四代：MA2900MA2900为代表为代表为代表为代表标志：双极、标志：双极、标志：双极、标志：双极、MOSMOS结合，结合，结合，结合，斩波稳零技术。斩波稳零技术。斩波稳零技术。斩波稳零技术。10-1横向横向PNP管管一典型结构及制造工艺一典型结构及制造工艺一典型结构及制造工艺一典型结构及制造工艺在在在在n n型外延层上，同时完成发射极和集电极的硼扩散，型外延层上，同时完成发射极和集电极的硼扩散，型外延层上，同时完成发射极和集电极的硼扩散，型外延层上，同时完成发射极和集电极的硼扩散，然后磷扩散给出基区引线孔，蒸铝，反刻。然后磷扩散给出基区引线孔，蒸铝，反刻。然后磷扩散给出基区引线孔，蒸铝，反刻。然后磷扩散给出基区引线孔，蒸铝，反刻。由于射区注入的少子在基区中沿衬底平行的方向流由于射区注入的少子在基区中沿衬底平行的方向流由于射区注入的少子在基区中沿衬底平行的方向流由于射区注入的少子在基区中沿衬底平行的方向流动，故称横向管。动，故称横向管。动，故称横向管。动，故称横向管。PnPn+PPn+ECB二电学特性：二电学特性：二电学特性：二电学特性：1 1电流增益：电流增益：电流增益：电流增益：从横向从横向从横向从横向PNPPNP管的结构可知，横向管的结构可知，横向管的结构可知，横向管的结构可知，横向PNPPNP管存在管存在管存在管存在两个寄生纵向两个寄生纵向两个寄生纵向两个寄生纵向PNPPNP管。管。管。管。当横向当横向当横向当横向PNPPNP管正向有源时：管正向有源时：管正向有源时：管正向有源时：这样：这样：这样：这样：射区射区射区射区-基区基区基区基区-衬底寄生纵向衬底寄生纵向衬底寄生纵向衬底寄生纵向PNPPNP管正向有源；管正向有源；管正向有源；管正向有源；集电区集电区集电区集电区-基区基区基区基区-衬底寄生管反向截止。衬底寄生管反向截止。衬底寄生管反向截止。衬底寄生管反向截止。由于存在寄生晶体管，严重地影响到横向由于存在寄生晶体管，严重地影响到横向由于存在寄生晶体管，严重地影响到横向由于存在寄生晶体管，严重地影响到横向PNPPNP管的电学特性，这也是它质量不高的一个重管的电学特性，这也是它质量不高的一个重管的电学特性，这也是它质量不高的一个重管的电学特性，这也是它质量不高的一个重要原因。要原因。要原因。要原因。下面采用简化模型分析横向下面采用简化模型分析横向下面采用简化模型分析横向下面采用简化模型分析横向PNPPNP管的管的管的管的HHFEFE。假设：假设：假设：假设：发射区均匀掺杂，即均匀注入；发射区均匀掺杂，即均匀注入；发射区均匀掺杂，即均匀注入；发射区均匀掺杂，即均匀注入；忽略忽略忽略忽略n n+埋层上推形成的漂移场影响；埋层上推形成的漂移场影响；埋层上推形成的漂移场影响；埋层上推形成的漂移场影响；横向及纵向基区宽度均小于空穴扩散长度。横向及纵向基区宽度均小于空穴扩散长度。横向及纵向基区宽度均小于空穴扩散长度。横向及纵向基区宽度均小于空穴扩散长度。利用：利用：利用：利用：可得：可得：可得：可得：式中：式中：式中：式中：A AXX、A AY Y发射结横向（纵向）面积；发射结横向（纵向）面积；发射结横向（纵向）面积；发射结横向（纵向）面积；WWbxbx、WWbYbY横（纵）向基区宽度；横（纵）向基区宽度；横（纵）向基区宽度；横（纵）向基区宽度；WWeYeY为发射结纵向深；为发射结纵向深；为发射结纵向深；为发射结纵向深；WWeXeX为发射极引线孔到发射区边距离为发射极引线孔到发射区边距离为发射极引线孔到发射区边距离为发射极引线孔到发射区边距离。当纵向寄生管基区宽度当纵向寄生管基区宽度当纵向寄生管基区宽度当纵向寄生管基区宽度WWBYBYLLPBPB时时时时按照一般的设计数据：计算值按照一般的设计数据：计算值按照一般的设计数据：计算值按照一般的设计数据：计算值 10 10001000，当，当，当，当I IC C几几几几十十十十uAuA时，时，时，时，I Ib b为为为为nAnA数量级。数量级。数量级。数量级。一提高的主要途径一提高的主要途径一提高的主要途径一提高的主要途径 对缓变基区晶体管：对缓变基区晶体管：对缓变基区晶体管：对缓变基区晶体管：第一项表示了注入效率，从实际考虑，受固第一项表示了注入效率，从实际考虑，受固第一项表示了注入效率，从实际考虑，受固第一项表示了注入效率，从实际考虑，受固社会浓度限制，社会浓度限制，社会浓度限制，社会浓度限制，R Ree/R Rbb不能无限制减小，当不能无限制减小，当不能无限制减小，当不能无限制减小，当时，由于重掺杂效应，有效浓度反而降时，由于重掺杂效应，有效浓度反而降时，由于重掺杂效应，有效浓度反而降时，由于重掺杂效应，有效浓度反而降低，且俄歇复合迅速增加，使注入效率降低。低，且俄歇复合迅速增加，使注入效率降低。低，且俄歇复合迅速增加，使注入效率降低。低，且俄歇复合迅速增加，使注入效率降低。第二项表示基区输运系数，通常第二项表示基区输运系数，通常第二项表示基区输运系数，通常第二项表示基区输运系数，通常NPNNPN管管管管WWb b1 1，故这一项对，故这一项对，故这一项对，故这一项对 影响很小。影响很小。影响很小。影响很小。第三项表示基区表面复合，第四项表示发射第三项表示基区表面复合，第四项表示发射第三项表示基区表面复合，第四项表示发射第三项表示基区表面复合，第四项表示发射结势垒区复合，可以从设计及工艺上将其影响减结势垒区复合，可以从设计及工艺上将其影响减结势垒区复合，可以从设计及工艺上将其影响减结势垒区复合，可以从设计及工艺上将其影响减小到最小。小到最小。小到最小。小到最小。分析可知，对第三项的要求，超分析可知，对第三项的要求，超分析可知，对第三项的要求，超分析可知，对第三项的要求，超 管与普管与普管与普管与普通通通通NPNNPN管相同，这就意味着超管相同，这就意味着超管相同，这就意味着超管相同，这就意味着超 管的关键仍在管的关键仍在管的关键仍在管的关键仍在注入效率与基区输运系数。注入效率与基区输运系数。注入效率与基区输运系数。注入效率与基区输运系数。我们将第一项再作变换我们将第一项再作变换我们将第一项再作变换我们将第一项再作变换显然：显然：显然：显然：尽可能减小尽可能减小尽可能减小尽可能减小WWb b，不但使提高了基区输运系数，不但使提高了基区输运系数，不但使提高了基区输运系数，不但使提高了基区输运系数而且同时提高了注入效率，可大大地提高而且同时提高了注入效率，可大大地提高而且同时提高了注入效率，可大大地提高而且同时提高了注入效率，可大大地提高。在足够大的基区输运系数的前提下，降低基区在足够大的基区输运系数的前提下，降低基区在足够大的基区输运系数的前提下，降低基区在足够大的基区输运系数的前提下，降低基区掺杂浓度，提高注入效率。掺杂浓度，提高注入效率。掺杂浓度，提高注入效率。掺杂浓度，提高注入效率。基于此，形成二种类型的超基于此，形成二种类型的超基于此，形成二种类型的超基于此，形成二种类型的超 管管管管 穿通型超穿通型超穿通型超穿通型超 管管管管1 1、设计思想：、设计思想：、设计思想：、设计思想：减小减小减小减小WWb b，以降低，以降低，以降低，以降低BVBVcbccbc、BVBVceoceo为代价来为代价来为代价来为代价来获得高获得高获得高获得高 值，由于值，由于值，由于值，由于WWb b很小，当很小，当很小，当很小，当cbcb结反偏时，结反偏时，结反偏时，结反偏时，势垒区很快扩展过基区，而造成势垒区很快扩展过基区，而造成势垒区很快扩展过基区，而造成势垒区很快扩展过基区，而造成cece穿通，故穿通，故穿通，故穿通，故称穿通型。称穿通型。称穿通型。称穿通型。2 2、工艺：、工艺：、工艺：、工艺：a a：两次磷扩散：两次磷扩散：两次磷扩散：两次磷扩散在普通在普通在普通在普通NPNNPN管的射区加一次磷扩管的射区加一次磷扩管的射区加一次磷扩管的射区加一次磷扩 散，将射区推深，减小散，将射区推深，减小散，将射区推深，减小散，将射区推深，减小WWb b。b b：两次硼扩散：两次硼扩散：两次硼扩散：两次硼扩散超超超超 管的硼扩散与普通管的硼扩散与普通管的硼扩散与普通管的硼扩散与普通NPNNPN管硼扩管硼扩管硼扩管硼扩散分别进行，使超散分别进行，使超散分别进行，使超散分别进行，使超 管的硼扩为浅结。管的硼扩为浅结。管的硼扩为浅结。管的硼扩为浅结。3 3、穿通型超管特点、穿通型超管特点、穿通型超管特点、穿通型超管特点a a：基宽调制效应明显，特性曲线呈扫帚形；：基宽调制效应明显，特性曲线呈扫帚形；：基宽调制效应明显，特性曲线呈扫帚形；：基宽调制效应明显，特性曲线呈扫帚形；b b：穿通电压低，约：穿通电压低，约：穿通电压低，约：穿通电压低，约27V27V；c c：为减小基区及发射结势垒表面复合，在版：为减小基区及发射结势垒表面复合，在版：为减小基区及发射结势垒表面复合，在版：为减小基区及发射结势垒表面复合，在版图设计上，通常采用圆形发射区，及大面图设计上，通常采用圆形发射区，及大面图设计上，通常采用圆形发射区，及大面图设计上，通常采用圆形发射区，及大面积金属覆盖；积金属覆盖；积金属覆盖；积金属覆盖；d d：线路设计中，通常使超：线路设计中，通常使超：线路设计中，通常使超：线路设计中，通常使超 管管管管bcbc结偏置为接结偏置为接结偏置为接结偏置为接近近近近0V0V。这样首先是保护其不被击穿，其次。这样首先是保护其不被击穿，其次。这样首先是保护其不被击穿，其次。这样首先是保护其不被击穿，其次降低了基宽调制效应，再就是避免了集电降低了基宽调制效应，再就是避免了集电降低了基宽调制效应，再就是避免了集电降低了基宽调制效应，再就是避免了集电结漏电流结漏电流结漏电流结漏电流I Icbocbo，提高了温度稳定性。，提高了温度稳定性。，提高了温度稳定性。，提高了温度稳定性。4 4、离子注入超、离子注入超、离子注入超、离子注入超 管管管管a a：设计思想：设计思想：设计思想：设计思想：降低基区杂质浓度，提高注入效率。降低基区杂质浓度，提高注入效率。降低基区杂质浓度，提高注入效率。降低基区杂质浓度，提高注入效率。b b：工艺：工艺：工艺：工艺首先离子注入首先离子注入首先离子注入首先离子注入p p-，高温推深，形成基区，高温推深，形成基区，高温推深，形成基区，高温推深，形成基区，再扩硼，在周围形成再扩硼，在周围形成再扩硼，在周围形成再扩硼，在周围形成p p+环，一方面避免环，一方面避免环，一方面避免环，一方面避免p p-表面表面表面表面反型造成反型造成反型造成反型造成cece穿通，另一方面作基区的欧姆接触。穿通，另一方面作基区的欧姆接触。穿通，另一方面作基区的欧姆接触。穿通，另一方面作基区的欧姆接触。扩磷形成发射区。扩磷形成发射区。扩磷形成发射区扩磷形成发射区。c c：特点：特点：特点：特点：由于采用离子注入，成本较高，但重复性由于采用离子注入，成本较高，但重复性由于采用离子注入，成本较高，但重复性由于采用离子注入，成本较高，但重复性好，工艺上容易控制。好，工艺上容易控制。好，工艺上容易控制。好，工艺上容易控制。只要基区少子寿命较长，只要基区少子寿命较长，只要基区少子寿命较长，只要基区少子寿命较长，WWb b可较大，穿通可较大，穿通可较大，穿通可较大，穿通电压比较高。电压比较高。电压比较高。电压比较高。10-4隐埋齐纳二极管隐埋齐纳二极管模拟集成电路中，有些基本单元电路，如基模拟集成电路中，有些基本单元电路，如基模拟集成电路中，有些基本单元电路，如基模拟集成电路中，有些基本单元电路，如基准源电路，电平位移电路等，常常利用一个二极准源电路，电平位移电路等，常常利用一个二极准源电路，电平位移电路等，常常利用一个二极准源电路，电平位移电路等，常常利用一个二极管的反向特性，来获得一个比较稳定的电压，这管的反向特性，来获得一个比较稳定的电压，这管的反向特性，来获得一个比较稳定的电压，这管的反向特性，来获得一个比较稳定的电压，这种二极管称为齐纳二极管。种二极管称为齐纳二极管。种二极管称为齐纳二极管。种二极管称为齐纳二极管。直流电路中，当前一级的工作点发生偏移时，直流电路中，当前一级的工作点发生偏移时，直流电路中，当前一级的工作点发生偏移时，直流电路中，当前一级的工作点发生偏移时，会被放大传输到下一级，因此，许多多级放大电会被放大传输到下一级，因此，许多多级放大电会被放大传输到下一级，因此，许多多级放大电会被放大传输到下一级，因此，许多多级放大电路中包含有内稳压源，提供稳定的工作点。路中包含有内稳压源，提供稳定的工作点。路中包含有内稳压源，提供稳定的工作点。路中包含有内稳压源，提供稳定的工作点。在这些电路对齐纳二极管的共同的要求是：在这些电路对齐纳二极管的共同的要求是：在这些电路对齐纳二极管的共同的要求是：在这些电路对齐纳二极管的共同的要求是：a a：动态内阻小，以避免大电容退耦；：动态内阻小，以避免大电容退耦；：动态内阻小，以避免大电容退耦；：动态内阻小，以避免大电容退耦；b b：击穿电压稳定；：击穿电压稳定；：击穿电压稳定；：击穿电压稳定；c c：噪声小。：噪声小。：噪声小。：噪声小。对于普通齐纳二极管，其特性并不对于普通齐纳二极管，其特性并不对于普通齐纳二极管，其特性并不对于普通齐纳二极管，其特性并不令人满意。令人满意。令人满意。令人满意。大家知道，不良的表面状态会使大家知道，不良的表面状态会使大家知道，不良的表面状态会使大家知道，不良的表面状态会使PNPN结击穿电压降低。普通齐纳二极管结击穿电压降低。普通齐纳二极管结击穿电压降低。普通齐纳二极管结击穿电压降低。普通齐纳二极管PNPN结结结结的一部分暴露于表面，受到的一部分暴露于表面，受到的一部分暴露于表面，受到的一部分暴露于表面，受到S Si iOO2 2中电荷中电荷中电荷中电荷及界面态的影响，因此击穿往往在表面及界面态的影响，因此击穿往往在表面及界面态的影响，因此击穿往往在表面及界面态的影响，因此击穿往往在表面首先发生，形成软击穿，且击穿电压不首先发生，形成软击穿，且击穿电压不首先发生，形成软击穿，且击穿电压不首先发生，形成软击穿，且击穿电压不稳定。稳定。稳定。稳定。由此出现了隐埋齐纳二极管，它的由此出现了隐埋齐纳二极管，它的由此出现了隐埋齐纳二极管，它的由此出现了隐埋齐纳二极管，它的设计思想是：将设计思想是：将设计思想是：将设计思想是：将PNPN隐埋于体内，从而不隐埋于体内，从而不隐埋于体内，从而不隐埋于体内，从而不受表面状态的影响。受表面状态的影响。受表面状态的影响。受表面状态的影响。1 1、扩散法、扩散法、扩散法、扩散法首先进行深硼扩散首先进行深硼扩散首先进行深硼扩散首先进行深硼扩散p p+，再按正常工艺，再按正常工艺，再按正常工艺，再按正常工艺扩硼，覆盖扩硼，覆盖扩硼，覆盖扩硼，覆盖p p+，扩磷覆盖，这样，相当于，扩磷覆盖，这样，相当于，扩磷覆盖，这样，相当于，扩磷覆盖，这样，相当于两个两个两个两个PNPN结并联，由于浓度的差异，体内结并联，由于浓度的差异，体内结并联，由于浓度的差异，体内结并联，由于浓度的差异，体内PNPN结首先击穿。结首先击穿。结首先击穿。结首先击穿。2 2、离子注入法：、离子注入法：、离子注入法：、离子注入法：先按正常工艺淡硼扩散及磷扩散，离先按正常工艺淡硼扩散及磷扩散，离先按正常工艺淡硼扩散及磷扩散，离先按正常工艺淡硼扩散及磷扩散，离子注入子注入子注入子注入 离子覆盖离子覆盖离子覆盖离子覆盖n n+并连通并连通并连通并连通p p。由于注入离。由于注入离。由于注入离。由于注入离子峰值在体内，因而体内先击穿。子峰值在体内，因而体内先击穿。子峰值在体内，因而体内先击穿。子峰值在体内，因而体内先击穿。3 3、版图设计时应采用圆形结构，避免棱角电、版图设计时应采用圆形结构，避免棱角电、版图设计时应采用圆形结构，避免棱角电、版图设计时应采用圆形结构，避免棱角电场造成局部击穿。场造成局部击穿。场造成局部击穿。场造成局部击穿。10-5集成电路中的电容器集成电路中的电容器一、结电容一、结电容一、结电容一、结电容反偏反偏反偏反偏PNPN结具有与结相关联的耗尽层电容；结具有与结相关联的耗尽层电容；结具有与结相关联的耗尽层电容；结具有与结相关联的耗尽层电容；正偏的正偏的正偏的正偏的PNPN结具有与结相关联的扩散电容。结具有与结相关联的扩散电容。结具有与结相关联的扩散电容。结具有与结相关联的扩散电容。考察一个考察一个考察一个考察一个PNPN的等效电路：的等效电路：的等效电路：的等效电路：正偏时，电容两端呈低阻抗，显然无法使用；正偏时，电容两端呈低阻抗，显然无法使用；正偏时，电容两端呈低阻抗，显然无法使用；正偏时，电容两端呈低阻抗，显然无法使用；反偏时，主要是反偏时，主要是反偏时，主要是反偏时，主要是C CT T，g gI I，R RS S起作用，电容两端起作用，电容两端起作用，电容两端起作用，电容两端呈高阻抗，显然我们要求与结电容相关的呈高阻抗，显然我们要求与结电容相关的呈高阻抗，显然我们要求与结电容相关的呈高阻抗，显然我们要求与结电容相关的PNPN结具有结具有结具有结具有较大的较大的较大的较大的C CT T，较小的，较小的，较小的，较小的R RS S和和和和g gI I。模拟集成电路中，模拟集成电路中，模拟集成电路中，模拟集成电路中，bebe结电容量最大，但由于结电容量最大，但由于结电容量最大，但由于结电容量最大，但由于WWb b小，小，小，小，R Rb b大，大，大，大，QQ值不高，实用价值不大。值不高，实用价值不大。值不高，实用价值不大。值不高，实用价值不大。cscs结单位结单位结单位结单位面积电容量最小，也不适用，面积电容量最小，也不适用，面积电容量最小，也不适用，面积电容量最小，也不适用，cbcb结电容量适中，串结电容量适中，串结电容量适中，串结电容量适中，串联电阻不大（联电阻不大（联电阻不大（联电阻不大（2020）采用最多。）采用最多。）采用最多。）采用最多。1 1、bcbc结电容结电容结电容结电容零偏时零偏时零偏时零偏时 2 2、当要求容量较大时，可采用、当要求容量较大时，可采用、当要求容量较大时，可采用、当要求容量较大时，可采用p p+n n+并联结构。并联结构。并联结构。并联结构。零偏时零偏时零偏时零偏时 耐压耐压耐压耐压4.5V4.5V3 3、结电容的特点：、结电容的特点：、结电容的特点：、结电容的特点：a a具有极性，只能使用于反偏状态；具有极性，只能使用于反偏状态；具有极性，只能使用于反偏状态；具有极性，只能使用于反偏状态；b b串联电阻较大，串联电阻较大，串联电阻较大，串联电阻较大，QQ值不高；值不高；值不高；值不高；c c存在反偏漏电流，温度特性差；存在反偏漏电流，温度特性差；存在反偏漏电流，温度特性差；存在反偏漏电流，温度特性差；d d电容量随电压变化。电容量随电压变化。电容量随电压变化。电容量随电压变化。二二二二MOSMOS电容器电容器电容器电容器1 1、结构：、结构：、结构：、结构：在隔离岛上扩磷形成下极板，以铝膜作为上在隔离岛上扩磷形成下极板，以铝膜作为上在隔离岛上扩磷形成下极板，以铝膜作为上在隔离岛上扩磷形成下极板，以铝膜作为上极板，极板，极板，极板，S Si iOO2 2作为介质，由此称为作为介质，由此称为作为介质，由此称为作为介质，由此称为MOSMOS电容。电容。电容。电容。对于对于对于对于MOSMOS电容器的分析可直接引用电容器的分析可直接引用电容器的分析可直接引用电容器的分析可直接引用半导体半导体半导体半导体物理物理物理物理的结果。但是在这里，的结果。但是在这里，的结果。但是在这里，的结果。但是在这里，n n+浓度非常高，一浓度非常高，一浓度非常高，一浓度非常高，一般近似认为电容量不变。般近似认为电容量不变。般近似认为电容量不变。般近似认为电容量不变。2 2、特点：、特点：、特点：、特点：a a无极性；无极性；无极性；无极性；b b耐压高；耐压高；耐压高；耐压高；c c精度高；精度高；精度高；精度高；d d串联电阻小，串联电阻小，串联电阻小，串联电阻小，QQ值高；值高；值高；值高；e e面积大成品率较低。面积大，成品率较低。面积大，成品率较低。面积大，成品率较低。三、薄膜电容器三、薄膜电容器三、薄膜电容器三、薄膜电容器薄膜电容器实际上是平板电容器，薄膜电容器实际上是平板电容器，薄膜电容器实际上是平板电容器，薄膜电容器实际上是平板电容器，一般限于需要较大电容量时使用。一般限于需要较大电容量时使用。一般限于需要较大电容量时使用。一般限于需要较大电容量时使用。平板电容器的电容量与介质材料及平板电容器的电容量与介质材料及平板电容器的电容量与介质材料及平板电容器的电容量与介质材料及其厚度有关，采用薄膜电容器，可以自其厚度有关，采用薄膜电容器，可以自其厚度有关，采用薄膜电容器，可以自其厚度有关，采用薄膜电容器，可以自由选择介质材料，因而比之由选择介质材料，因而比之由选择介质材料，因而比之由选择介质材料，因而比之MOSMOS电容具电容具电容具电容具有更大的灵活性，缺点是增加工序。有更大的灵活性，缺点是增加工序。有更大的灵活性，缺点是增加工序。有更大的灵活性，缺点是增加工序。10-6薄膜电阻器薄膜电阻器 在集成电路中，由于制作方便，一在集成电路中，由于制作方便，一在集成电路中，由于制作方便，一在集成电路中，由于制作方便，一般采用硼扩散电阻，有时根据电路设计般采用硼扩散电阻，有时根据电路设计般采用硼扩散电阻，有时根据电路设计般采用硼扩散电阻，有时根据电路设计要求，也采用磷扩散电阻及外延层电阻。要求，也采用磷扩散电阻及外延层电阻。要求，也采用磷扩散电阻及外延层电阻。要求，也采用磷扩散电阻及外延层电阻。硼扩散电阻有其固有的缺点：硼扩散电阻有其固有的缺点：硼扩散电阻有其固有的缺点：硼扩散电阻有其固有的缺点：a a难于制作大阻值电阻；难于制作大阻值电阻；难于制作大阻值电阻；难于制作大阻值电阻；b b精度不高；精度不高；精度不高；精度不高；c c温度系数高。温度系数高。温度系数高。温度系数高。因此，对于大阻值、高精度电阻等因此，对于大阻值、高精度电阻等因此，对于大阻值、高精度电阻等因此，对于大阻值、高精度电阻等不太适用。薄膜电阻弥补了这一不足。不太适用。薄膜电阻弥补了这一不足。不太适用。薄膜电阻弥补了这一不足。不太适用。薄膜电阻弥补了这一不足。薄膜电阻器以金属，合金或化合薄膜电阻器以金属，合金或化合薄膜电阻器以金属，合金或化合薄膜电阻器以金属，合金或化合物为材料，淀积在绝缘层上而形成，物为材料，淀积在绝缘层上而形成，物为材料，淀积在绝缘层上而形成，物为材料，淀积在绝缘层上而形成，可以根据需要选择不同电阻率及温度可以根据需要选择不同电阻率及温度可以根据需要选择不同电阻率及温度可以根据需要选择不同电阻率及温度系数的材料，以达到电路的要求。系数的材料，以达到电路的要求。系数的材料，以达到电路的要求。系数的材料，以达到电路的要求。薄膜电阻器的优点尤在于制作后可薄膜电阻器的优点尤在于制作后可薄膜电阻器的优点尤在于制作后可薄膜电阻器的优点尤在于制作后可调整阻值，采用激光切割调整后，精调整阻值，采用激光切割调整后，精调整阻值，采用激光切割调整后，精调整阻值，采用激光切割调整后，精度可达度可达度可达度可达1%1%。综述：综述：综述：综述：1 1、纵向、纵向、纵向、纵向PNPPNP管的击穿特性，大电流特性，频率特性均优管的击穿特性，大电流特性，频率特性均优管的击穿特性，大电流特性，频率特性均优管的击穿特性，大电流特性，频率特性均优于横向于横向于横向于横向PNPPNP管，可用于宽带放大器。三重扩散管，可用于宽带放大器。三重扩散管，可用于宽带放大器。三重扩散管，可用于宽带放大器。三重扩散PNPPNP，由，由，由，由于制作上的困难，一般不采用。衬底于制作上的困难，一般不采用。衬底于制作上的困难，一般不采用。衬底于制作上的困难，一般不采用。衬底PNPPNP限于使用在集限于使用在集限于使用在集限于使用在集电极接最低电位的场合，图形设计上采取基区围绕发射电极接最低电位的场合，图形设计上采取基区围绕发射电极接最低电位的场合，图形设计上采取基区围绕发射电极接最低电位的场合，图形设计上采取基区围绕发射极，以减小极，以减小极，以减小极，以减小R Rb b。2 2、超、超、超、超 管分穿通型和离子注入型。管分穿通型和离子注入型。管分穿通型和离子注入型。管分穿通型和离子注入型。穿通型超穿通型超穿通型超穿通型超 管以牺牲管以牺牲管以牺牲管以牺牲BVBVcbocbo、BVBVceoceo为代价获得高为代价获得高为代价获得高为代价获得高 值，值，值，值，措施是减小措施是减小措施是减小措施是减小WWb b，一方面提高注入效率，另一方面提高，一方面提高注入效率，另一方面提高，一方面提高注入效率，另一方面提高，一方面提高注入效率，另一方面提高基区输运系数，工艺上分两次硼扩和两次磷扩两种，图基区输运系数，工艺上分两次硼扩和两次磷扩两种，图基区输运系数，工艺上分两次硼扩和两次磷扩两种，图基区输运系数，工艺上分两次硼扩和两次磷扩两种，图形设计采用圆射区，大面积铝覆盖，使用时使形设计采用圆射区，大面积铝覆盖，使用时使形设计采用圆射区，大面积铝覆盖，使用时使形设计采用圆射区，大面积铝覆盖，使用时使。离子注入超离子注入超离子注入超离子注入超 管通过降低基区浓度获取高管通过降低基区浓度获取高管通过降低基区浓度获取高管通过降低基区浓度获取高 ，比之，比之，比之，比之穿通型，击穿电压有所提高，工艺重复性更好。穿通型，击穿电压有所提高，工艺重复性更好。穿通型，击穿电压有所提高，工艺重复性更好。穿通型，击穿电压有所提高，工艺重复性更好。3 3、隐埋齐纳二极管体内高掺杂，表面低掺杂，使、隐埋齐纳二极管体内高掺杂，表面低掺杂，使、隐埋齐纳二极管体内高掺杂，表面低掺杂，使、隐埋齐纳二极管体内高掺杂，表面低掺杂，使PNPN结的击穿特性避开表面影响，获得低阻抗，低噪声，结的击穿特性避开表面影响，获得低阻抗，低噪声，结的击穿特性避开表面影响，获得低阻抗，低噪声，结的击穿特性避开表面影响，获得低阻抗，低噪声，高稳定度的击穿特性，为电路提供一个高质量的参高稳定度的击穿特性，为电路提供一个高质量的参高稳定度的击穿特性，为电路提供一个高质量的参高稳定度的击穿特性，为电路提供一个高质量的参考电压，其制作分集散法和离子注入法，图形设计考电压，其制作分集散法和离子注入法，图形设计考电压，其制作分集散法和离子注入法，图形设计考电压，其制作分集散法和离子注入法，图形设计上采用圆形，以消除棱角电场。上采用圆形，以消除棱角电场。上采用圆形，以消除棱角电场。上采用圆形，以消除棱角电场。4 4、扩散结电容器由于具有极性，温度稳定性差，容量、扩散结电容器由于具有极性，温度稳定性差，容量、扩散结电容器由于具有极性，温度稳定性差，容量、扩散结电容器由于具有极性，温度稳定性差，容量随电压变化，随电压变化，随电压变化，随电压变化，QQ值不高等缺点，应用较少。值不高等缺点，应用较少。值不高等缺点，应用较少。值不高等缺点，应用较少。MOSMOS电容器实际上相当于一个平板电容器，由电容器实际上相当于一个平板电容器，由电容器实际上相当于一个平板电容器，由电容器实际上相当于一个平板电容器，由于耐压，精度高，应用广泛，但成品率不高。于耐压，精度高，应用广泛，但成品率不高。于耐压，精度高，应用广泛，但成品率不高。于耐压，精度高，应用广泛，但成品率不高。薄膜电容器实际上就是平板电容器，比之薄膜电容器实际上就是平板电容器，比之薄膜电容器实际上就是平板电容器，比之薄膜电容器实际上就是平板电容器，比之MOSMOS电容器，容量大，电容器，容量大，电容器，容量大，电容器，容量大，QQ值更高，但增加工序。值更高，但增加工序。值更高，但增加工序。值更高，但增加工序。5 5、薄膜电阻采用金属，合金或化合物作材料，在、薄膜电阻采用金属，合金或化合物作材料，在、薄膜电阻采用金属，合金或化合物作材料，在、薄膜电阻采用金属，合金或化合物作材料，在S Si iOO2 2上淀积而成，其特点是，精度高，阻值可调整，温上淀积而成，其特点是，精度高，阻值可调整，温上淀积而成，其特点是，精度高，阻值可调整，温上淀积而成，其特点是，精度高，阻值可调整，温度系数低。度系数低。度系数低。度系数低。