Курсовая работа: Разработка узла компаратора регулятора напряжения

Транзисторы VТ5, VТ6, VТ10 и VТ11 будут иметь равные площади: S5 = = S6 = S10 = S11. Также S8 = S12 и S7 = S13, S4 = S16, S3 = S15.

Такой же ток втекает в базы транзисторов VT17 и VT21.

IT12 = IT10 и IT13 = IT11, IT7 = IT5, IT8 = IT6.

В итоге общий ток потребления схемы:

3 Разработка топологии

Физическая структура и ее параметры определяются требованиями, предъявляемыми к наиболее важному транзистору (группе транзисторов).

Микросхемы на основе биполярных транзисторов (рисунок 3.1.) имеют следующие слои: эмиттерный, базовый, скрытый n+-слой – диффузионные и коллекторный (эпитаксиальный) слои; подложка p-типа (при изоляции p-n переходом).

Рисунок 3.1 - Физическая структура биполярного n-p-n транзистора на основе подложки p-типа, с эпитаксиальным слоем и со скрытым слоем n+-типа.

Рисунок 3.2 – Топология n-p-n транзистора в общем виде.

Электрическая принципиальная схема компаратора напряжения приведена в ПРИЛОЖЕНИЕ А. Для этой схемы были рассчитаны номиналы резисторов и максимальные токи через транзисторы (коллекторные токи).

IT1= 0,2 мА, IT12= 30 мкА,

IT2= 20 мкА, IT13= 30 мкА,

IT3= 26 мкА, IT14= 20 мкА,

IT4= 26 мкА, IT15= 26 мкА,

IT5= 30 мкА, IT16= 26 мкА,

IT6= 30 мкА, IT17= 30 мкА,

IT7= 30 мкА, IT18= 100 мкА,

IT8= 30 мкА, IT19= 0,5 мА,

IT9= 60 мкА, IT20= 10 мА,

IT10= 30 мкА, IT21= 0,5 мА,

IT11= 30 мкА, IT22= 0,5 мА.

Так как для данной схемы коэффициенты усиления транзисторов (h21) незначительно влияют на параметры схемы то при расчете геометрических размеров h21 транзисторов учитывать не будем, но выберем структуру обеспечивающую как можно больший h21. То есть предполагаем структуру со скрытым n+ - слоем.

Расчет n-p-n транзисторов. Исходя из того, что не заданы многие параметры, позволяющие произвести более точный расчет, ограничимся некоторым приближенным расчетом.