Курсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника»


Скачать 54.53 Kb.
НазваниеКурсовая работа на тему «Расчет характеристик ттл транзистора со сложным инвертором» по дисциплине «Электроника»
Христенко А А
Дата24.04.2013
Размер54.53 Kb.
ТипКурсовая
МИНИСТЕРСТВО оБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Московский государственный институт электроники и математики

(Технический университет)


Кафедра “Электроника и электротехника”


КУРСОВАЯ РАБОТА



на тему

«Расчет характеристик ТТЛ транзистора со сложным инвертором»


по дисциплине «Электроника»


Вариант 6


Выполнил:
Христенко А.А.


Руководитель:
Самбурский Л.М.


Москва 2011

Задание





  1. Описать принцип работы схемы.

  2. Описать технологию изготовления схемы.

  3. Нарисовать структуру и топологию транзистора с размерами.

  4. Рассчитать параметры транзистора.

  5. Рассчитать параметры диодов и резисторов.

  6. С помощью программы SPISE рассчитать входные и выходные характеристики транзистора.

  7. Рассчитать входные и выходные характеристики с помощью формул.

  8. С помощью программы SPISE рассчитать передаточные характеристики схемы.

  9. С помощью программы SPISE рассчитать переходные характеристики схемы.

  10. По рассчитанным характеристикам определить основные параметры схемы.

    1. Логические уровни 0 и 1.

    2. Помехоустойчивость.

    3. Статическую потребляемую мощность.

    4. Фронты и задержки сигнала.

  11. Рассчитать параметры схемы по формулам.

  12. Нарисовать топологию схемы.

  13. Сравнить характеристики полученной схемы со стандартными аналогами.


Исходные данные


Xjк

3

Глубина залегания p-n перехода база-коллектор, мкм

X

1,5

Глубина залегания эмиттерного p-n перехода, мкм

WБ

Xjк- Xjэ = 1,5

Толщина активной базы, мкм

Wэпи

10

Толщина эпитаксиального слоя, мкм

Xjn

6

Толщина скрытого n+ слоя, мкм

Nдэ(X)

5*1017

Концентрация донорной примеси в эмиттерной области: у эмиттерного перехода, см-3

Nаб(0)

7*1018

Поверхностная концентрация акцепторов в базе, см-3

Nдк(0)

9*1016

Концентрация донорной примеси в эпитаксиальной пленке коллектора, см-3

ρэпи

0,1

Удельное объемное сопротивление коллекторной области, Омсм

ρБА

5*103

Удельное поверхностное сопротивление активной области базы (под эмиттером), Ом/□

ρБП

200

Удельное поверхностное сопротивление пассивной области базы (вне эмиттера), Ом/□

L

5

Диффузионная длина дырок в эмиттере, мкм

LpБ

5

Диффузионная длина электронов в базе, мкм

LpК

5

Диффузионная длина дырок в коллекторе, мкм

DpБ

20

Коэффициент диффузии электронов в базе, см2/с

DpК

10

Коэффициент диффузии дырок в коллекторе, см2/с

nj

1.5*1010 (Si)

1.5*106 (GaAs)

Концентрация носителей зарядов в собственном полупроводнике, см-3

ε

12 (Si)

3.8 (SiO2)

11 (GaAs)

Относительная диэлектрическая проницаемость полупроводника, диэлектрика

q

1.6*10-19

заряд электрона, Кл

μn

800 (Si)

Подвижность электронов, см2/(Вс)

μp

700 (Si)

Подвижность дырок, см2/(Вс)



Принцип работы схемы


Пусть на один или два входа подан U0 – низкий потенциал, тогда соответственно эмиттер МЭТ (Т1) открыт, коллектор МЭТ открыт, потенциал базы транзистора Т2 низкий => Т2 – закрыт (в отсечке); ток эмиттера Т2 – близкий к нулю, потенциал базы Т4 низкий => Т4 – закрыт (в отсечке); потенциал коллектора Т2 (закрытого) – высокий, это потенциал базы Т3, он настолько большой, что открытый эмиттерный переход транзистора Т3 и диод Д, а так как Т4 закрыт, что на выходе высокий потенциал (близкий к Е) – U1.

Пусть на все входы подано высокое напряжение U1 (близкое к Е), тогда все эмиттерные переходы МЭТа Т1 закрыты, коллекторный переход открыт и ток через него течет в базу транзистора Т2, Т2 – в режиме насыщения Т4 – также в режиме насыщения: UK1 – UK2 = UD_ОТКР + UКЭ_НАС - UКЭ_НАС < 2UD_ОТКР, следовательно, эмиттерный переход Т3 и диод D отрыться не могут, значит они в отсечке.

Uвых1

Uвх2

Uвх3

Uвых

0

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

Для повышения помехоустойчивости схемы включают диод в базовую цепь транзистора Т4. Однако быстродействие схемы снижается, так как при выключении схемы диод запирается и препятствует вытеканию рассасывающего тока из базы насыщенного транзистора Т4. Для ускорения рассасывания избыточного заряда в транзисторе Т4 в схему включается резистор R4, который обеспечивает вытекание из базы Т4 тока. Сопротивление R4 нельзя выбирать малым, так как при этом снижается нагрузочная способность схемы. Поэтому время рассасывания больше, чем в схеме без диода. Увеличивается также время отпирания, так как схема имеет более высокий порог переключения и повышенное значение паразитной емкости Сп. Таким образом, быстродействие этой схемы оказывается существенно меньше, чем схемы без диода.


Структура и топология транзистора




d:\miem\без имени-1.jpg


d:\miem\без имени-.jpg


Технология изготовления


Окисление.



Фотолитография под скрытый слой. Ионная имплантация.

c:\users\link_pro\documents\media\image5.jpeg

Эпитаксиальное осаждение n-слоя, окисление.

c:\users\link_pro\documents\media\image6.jpeg


Фотолитография по окислу, диффузия под рослой, разгонка p-слоя, окисление.

c:\users\link_pro\documents\media\image7.jpeg

Фотолитография под p-слой, ионная имплантация p-слоя, окисление, разгонка p-слоя.

c:\users\link_pro\documents\media\image8.jpeg

Фотолитография под базу, диффузия, окисление, разгонка, фотолитография под эмиттер. Диффузия n-слоя, окисление, разгонка, фотолитография под контакты.

c:\users\link_pro\documents\media\image9.jpeg


Металлизация.

c:\users\link_pro\documents\media\image10.jpeg


Фотолитография по металлу.

c:\users\link_pro\documents\media\image11.jpeg

Расчет параметров элементов схемы.






Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Разместите кнопку на своём сайте:
cat.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©cat.convdocs.org 2012
обратиться к администрации
cat.convdocs.org
Главная страница