Вспомогательные элементы МДП микросхем

МДП транзисторы способны накапливать значительный статический заряд, т.к. по сути, представляют из себя конденсатор. Это может привести к пробою подзатворного диэлектрика. С целью защиты статического электричества во входную цепь включают один или два охранных диода. Два диода более надежны, т.к. заряд может быть любого знака.

При проектировании охранных диодов необходимо обеспечить высокое напряжение пробоя p-n перехода диодов (больше 2) и малые паразитные емкости. Первое требование выполняется использованием в качестве одной из областей диода VD1 низколегированной подложки, а для диода VD2 низколегированной p- области, второе требование выполняется – минимизацией площади p-n перехода. Недостатком этого метода защиты является низкое входное сопротивление МДП ИС и появления тока утечки во входной цепи. При через входную цепь протекает большие токи, что приводит к разрушению диодов по току.

Другой проблемой в МДП ИС является появление паразитных каналов в приповерхностном сильнолегированном слое. Увеличение толщины диэлектрика над опасным участком не всегда возможно и не всегда гарантирует отсутствие паразитных каналов. Эффективным средством против возникших сквозных паразитных каналов являются кольцевые каналоограничивающих p⁺ и n⁺ областей, в которых инверсия проводимости вследствии высокого легирования, практически не возможна.

Для полного исключения возможного формирования паразитного канала на p⁺ - область охранного кольца подается самый низкий потенциал схемы, а n⁺ - самый высокий. n⁺ - охранное кольцо формируется в p - канальном МДП транзисторе, а p⁺ - в n – канальном МДП транзисторе.

Недостатки: существенное повышение площади транзистора и снижение степени интеграции МДП микросхем. Охранные кольца нашли широкое применение в КМДП ИС, где одно кольцо применяется на всю группу n- канальных или p - канальных транзисторов.

Дата добавления: 2014-01-11