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集成npn管的版圖設(shè)計(jì)

出處:xwj 發(fā)布于:2007-04-29 10:10:16

1) IC對(duì)晶體管的要求
如同分立晶體管一樣,集成晶體管必須具有一定的耐壓,有良好的頻率特性,具有較低的噪聲系數(shù),能承受一定的電流容量,具有低的rCS和VCES,這些參數(shù)的設(shè)計(jì)考慮與分立晶體管有一定的類似。但由于集成晶體管的集電極必須從上面引出,這就使rCS顯著增大。同時(shí)集成晶體管的集電極被pn結(jié)包圍,又存在著寄生電容和寄生pnp效應(yīng),所以在分析集成晶體管特性時(shí),必須考慮這些特性。
(1)擊穿電壓 V(BR)
V(BR)EBO≈6~9V,V(BR)CBO, V(BR)CEO
V(BR)CSO> V(BR)CBO,V(BR)CEO
(2)頻率特性
(3) 工作電流IEmax或ICmax
當(dāng)IE 達(dá)到IEmax(或相應(yīng)的ICmax 值)時(shí),β就會(huì)下降。晶體管在大電流下工作時(shí),基極電流也較大;鶚O電流在橫向基區(qū)擴(kuò)展電阻上產(chǎn)生一個(gè)較大的電壓降,其結(jié)果是:發(fā)射結(jié)不同部位上的正偏壓值不相等。愈靠近中央部位,發(fā)射結(jié)正偏壓越小,甚至可能反向?拷鶚O接觸的發(fā)射結(jié)部位,正偏壓較大。因此,發(fā)射極電流密度在中央部位小,電流基本上集中在發(fā)射結(jié)邊緣。基極電流很大時(shí),發(fā)射結(jié)的有效面積集中在結(jié)的邊緣。這種現(xiàn)象叫做發(fā)射極電流集邊效應(yīng),或者叫基區(qū)自偏壓效應(yīng)。當(dāng)晶體管的工作頻率與fT,很接近,故基極電流很大,約等于發(fā)射極電流,此時(shí)電流集邊效應(yīng)顯著,晶體管發(fā)射結(jié)的有效面積顯著減小。
為了盡量減小晶體管的發(fā)射結(jié)無效面積,提高晶體管的高頻性能,在設(shè)計(jì)高頻晶體管時(shí),發(fā)射結(jié)周長(zhǎng)要盡可能大,面積要盡可能小,即兩者之比要盡可能大。IEmax(或相應(yīng)的ICmax 值)只和靠近基極條一邊的發(fā)射區(qū)周長(zhǎng)(即“有效發(fā)射區(qū)周長(zhǎng)”)成正比,而與發(fā)射區(qū)面積無關(guān),即IEmax=α×LE,其中α為發(fā)射區(qū)單位有效周長(zhǎng)的工作電流。不同電路取α值是不同的:
αnpn邏輯 = 0.16~0.4mA/μm
αnpn線性 =0.04~0.16 mA/μm
α橫向pnp = 0.001~0.008 mA/μm
α縱向pnp = 0.005~0.015 mA/μm


  
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