Полупроводниковые резисторы и конденсаторы

Диффузионный резистор – это полоска базового слоя с омическими контактами, полученная путем локальной диффузии.

Рис. 15. Диффузионный резистор

Сопротивление определяется по формуле:

, , где

R_s – удельное поверхностное сопротивление слоя.

r - удельное сопротивление обьёмного диффузного слоя.

При значении R_s=200Ом/ð максимальная мощность равна 0,1 Вт, при точности d = ±0,2%. a»1¸5мм, b»10¸15мкм, эти значения ограничиваются возможностями фотолитографии. Для данных типовых значений максимальное сопротивление равно 20кОм.

Для повышения значения сопротивления изготавливают зигзагообразные конструкции с числом петель N=3. При этом обеспечивается R_max=50-60кОм, но погрешность составляет 15-20%. Погрешность определяется неточностью процессов диффузии и фотолитографии. Сопротивление таких резисторов зависит от частоты т.к. присутствуют паразитные ёмкости.

Для получения малых номинальных сопротивлений используется низкоомный эпитаксиальный эмиттерный слой (R_s=5-15Ом/ð, d=5-20% и R_min=3-5Ом).

Ионно-легированный резистор получают локально-ионной имплантацией примесей, толщина слоя 0,2-0,3 мкм, R_s=10-20кОм/ð, R_max=300кОм, d=±5-¸10%. Здесь p-область создается диффузией, а n-область – локально-ионной имплантацией примесей.

Рис. 16. Ионно-легированный резистор

Диффузионный конденсатор – это ёмкость созданная на границе обратно смещенного p-n перехода (коллектор - база)

Рис. 17. Диффузионный конденсатор

Емкость диффузионного конденсатора определяется по формуле:

, где

С₀₁, С₀₂ удельная ёмкость донной и боковой части p-n перехода.

Оптимально, когда a=b, то С₀₁ > С₀₂. С₀₁=150пФ/мм²; С₀₂=пФ/мм² При использовании эмиттерного перехода C_max в 5-7 раз больше из-за большей удельной ёмкости p-n перехода.

Недостаток заключается в том, что ёмкость зависит от напряжения приложенного к переходу и имеет малую добротность и работает в строго определенной полярности.

Конденсаторы метал-оксид кремния-полупроводник (МОП) – это конденсаторы, нижняя обкладка которых является сильно легированным n+-слоем (слой с низким удельным сопротивлением), а верхняя обкладка – это слой напыленного алюминия.

Рис. 18. МОП конденсатор

Толщина слоя диэлектрика (SiO2) = 0.12-0.05 мкм. Ёмкость определяется как и составляет 350¸650 пФ/мкм. МОП конденсатор работает при любой полярности, но его ёмкость зависит от напряжения и от частоты (ёмкость мала при высоких частотах >2МГц).

Дата добавления: 2014-12-07