Цифровые интегральные микросхемы

ЭЛЕКТРОНИКА

Учебное пособие

для специальностей 071 700, 200 700,

200 800, 200 900, 201 000, 201 100, 201 200, 201 400

Новосибирск

УДК 621.382

Рассматривается принцип работы, характеристики и параметры цифровых и аналоговых микросхем. Кратко описываются технологические процессы, применяемые при изготовлении ИМС.

ктн, доц. В.Л. Савиных,

Для студентов дневной и заочной форм обучения специальностей 071700, 200700, 200800, 200900, 201000, 201100, 201200, 201400.

Кафедра технической электроники.

Ил. 58, табл. 18, список лит. 5 назв.

Рецензент ктн, доц. Матвеев В.А.

Утверждено редакционно-издательским советом СибГУТИ в качестве

учебного пособия

@ Сибирский государственный

университет телекоммуникаций

и информатики, 2004 г.

Содержание

1 Цифровые интегральные микросхемы…………………………….….5

1.1 Основы алгебры логики………………………………………………..5

1.2 Параметры ЦИМС……………………………………………………...9

1.3 Диодно-транзисторная логика………………………………………..11

1.4 Транзисторно-транзисторная логика…………………………………14

1.5 ТТЛ со сложным инвертором…………………………………………16

1.6 ТТЛ с открытым коллекторным выходом……………………………18

1.7 ТТЛ с тремя состояниями на выходе…………………………………19

1.8 ТТЛШ…………………………………………………………………...20

1.9 КМДП…………………………………………………………………...21

2 Операционный усилитель……………………………………………25

2.1 Параметры и характеристики ОУ……………………………………25

2.2 Структура ОУ…………………………………………………………26

2.3 Дифференциальный усилитель………………………………………27

2.4 Составной транзистор………………………………………………..28

2.5 Источники тока……………………………………………………….29

2.6 Схема сдвига уровня…………………………………………………29

2.7 Эмиттерный повторитель…………………………………………….31

2.8 Инвертирующий усилитель на ОУ………………………………..…31

2.9 Неинвертирующий усилитель на ОУ……………………………..…32

3 Технологические основы производства ППИМС…………..………42

3.1 Подготовительные операции…………………………………..……..42

3.2 Эпитаксия……………………………………………………...………43

3.3 Термическое окисление………………………………………………44

3.4 Литография……………………………………………………….……46

3.5 Легирование……………………………………………………………49

3.6 Нанесение тонких пленок………………………………………….….53

4 Полупроводниковые ИМС…………………………………………….56

4.1 Методы изоляции элементов в ППИМС……………………………..58

4.2 Планарно-эпитаксиальный биполярный транзистор…………………60

4.3 Планарно-эпитаксиальный биполярный транзистор со скрытым слоем………………………………………………………………………64

4.4 Разновидности биполярных транзисторов………………………..…65

4.5 Интегральные диоды ………………………………………………....68

4.6 Полевые транзисторы ………………………………………………...70

4.7 Полупроводниковые резисторы………………………………………75

4.8 Полупроводниковые конденсаторы …………………..…………….78

5 Гибридные ИМС…………………………………………………...….81

5.1 Подложки ГИМС………………………………………………….…..81

5.2 Резисторы ……………………………………………………………....82

5.3 Конденсаторы…………………………………………………………..84

5.4 Катушки индуктивности………………………………………………85

5.5 Пленочные проводники и контактные площадки…………….…….85

5.6 Навесные компоненты…………………………………………………86

5.7 Методы формирования заданной конфигурации пленочных элементов ГИМС…………………………………………………………………….86

7 Литература……………………………………………………………….

ЦИФРОВЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ