Курсовая работа: Основы проектирования интегральных микросхем широкополосного усилителя

2.2 Расчет геометрических размеров резисторов

3 Разработка библиотеки элементов широкополосного усилителя

3.1 Расчет геометрических размеров биполярного n-p-n транзистора

3.2 Расчет геометрических размеров диффузионного резистора

4 Основные правила проектирования топологии ИМС

4.1 Проектирование топологии ИМС

Заключение

Список использованных источников

Приложение А. Эскиз топологии широкополосного усилителя

Введение

Основной тенденцией в современных полупроводниковых ИМС является увеличение степени интеграции. Это, как правило, проявляется в усложнении процесса проектирования топологии ИМС и в итоге появляющегося большего числа ошибок на стадии проектирования. Поэтому можно сказать, что разработка топологии ИМС является наиболее важной и ответственной операцией при проектировании любой ИМС.

В практике проектирования топологии существует много подходов. К одному из них можно отнести следующие этапы проектирования:

получение исходных данных;

расчет геометрических размеров активных и пассивных элементов;

разработка эскиза топологии;

разработка предварительных вариантов топологии;

выбор окончательного варианта топологии и его оптимизация.

Целью данного курсового проекта является расчет геометрических размеров элементов ИМС широкополосного усилителя, проектирование топологии данной схемы. Исходными данными при этом являются: схема электрическая принципиальная и электрические параметры.

Научной новизны курсовой проект не имеет. Практическая значимость заключается в том, что разработана топология полупроводниковой ИМС с заданными, в задании на проектирование, параметрами.

Разработанная топология полупроводниковой ИМС – это законченный элемент ИМС, который можно использовать при проектировании аналоговых микросхем.

1 Общие принципы построения топологии биполярных Имс

Общего подхода к проектированию биполярных интегральных микросхем нет и быть не может, каждый тип характеризуется своими особенностями в зависимости от требований и исходных данных ИМС. Исходными данными при конструировании микросхем являются: принципиальная электрическая схема с номинальными допусками на электрические параметры элементов, базовый технологический процесс с указанием технологических допусков. Принципиальная схема разрабатываемой ИМС широкополосного усилителя приведена на рисунке 1.1, а электрические параметры на данную схему в таблице 1.

Рисунок 1.1 – Принципиальная схема широкополосного усилителя

Таблица 1.

Номер резистора	Ri, кОм	γRi, %	PRi, мВт	Номер транзистора	Imaxэ, мА	Uкв, В	Номер диода	Igi, мА	Uкв, В
1,5	4,2	20	1,0	1-5	4	12	1,2	2,8	12
2,4	1,0	20	1,0	6,7	4	12
3	0,1	15	4,0	8,9	8	12
6	2,65	18	1,5
7	0,7	16	4,2	Tmax = 950C
8,9	5,4	20	1,0	Tmin = -500C

1.1 Выбор физической структуры разрабатываемой ИМС

Основной структурой, определяющей электрические параметры и характеристики микросхемы, является транзистор. Поэтому, исходя из требований, предъявляемых к транзистору, производят выбор физической структуры различных областей [1], т.е. задаются определенными электрофизическими параметрами, к числу которых относятся: концентрация легирующих примесей, подвижность носителей заряда, время жизни и скорость поверхностной рекомбинации неосновных носителей заряда, удельное сопротивление материала, диэлектрическая проницаемость материала. Для расчета остальных элементов используется выбранная физическая структура основного транзистора.

В настоящее время существуют два основных вида физической структуры ИМС: микросхемы на основе биполярных транзисторов и микросхемы на основе МОП - структуры. Наибольшее количество слоев имеют микросхемы на основе биполярных транзисторов (рис. 1.2). Это скрытый n+-слой, эпитаксиальный, p+ - разделительный, базовый, эмиттерный, специальный резистивный, и т.д.. Для изготовления микросхем на основе МОП – транзисторов необходим лишь один диффузионный слой.