第1章-集成电路中的晶体管及寄生效应

1、sppABp 在P型Si衬底上外延淀积N型外延层。再有选择地扩散出P型隔离框，将N型 外延层围成一个个独立的隔离岛，隔离框的扩散深度大于外延层厚度。这样隔离岛与衬底及隔离框形成一个PN结，称衬底结或隔离结，如图所示。将衬底S接最低电位。则VAS或VBS0。即隔离PN结总是处于零偏或反偏状态，仅存在微小的漏电流，故隔离岛A、B处于电隔离状态。 2、隐埋 现在我们观察一个IC中的晶体管结构，在计算rcs时有： rcs = rc1 + rc2 + rc3 CBEnP-sinRc1Rc2Rc3 S0I=I exp() 1TVVS0IpnonpopnD PD PAqLLS0I=IeTVVthVVS0I=

2、IeTVVthVVJ1J2npn+CBE2DCCSI=I exp() 1TVV1DEESI=I exp() 1TVV121ESCSI =I(e1)I(e1)TTVVVVA122ESCSI =BI (e1)I(e1)TTVVVV111200ERCVVIIAII 222100CFEVVIIBII 12ES12CSI(e1)11I(e1)TTVVRVFVII1122EBCIIIIIII 12ESCS1I(e1)111I(e1)TTVERVBFRVVCFIIIFESRCSSIIIIS为IES，ICS的公共部分，晶体管饱和电流。1111SESFSCSRII (e1)(e1)II(e1)(e1)TTTTV

3、VVVDEVVVVDCII令 11SSI (e1)I (e1)TTVVCCVVECII则 CCEC11I11I11FEFRBFRCRIII将IEC，ICC两个电流源合并，则得到非线性混合型E-M模型在CAD中，以后两个E-M模型常用。11232123312300DRDDFDDSRDDSRDDIIIIIIIIIIII 且 112233EBCSIIIIIIIIII 代入I1，I2，I3的表达式表示为矩阵形式123(1)1011(1)1101(1)TTTVVESERVBFRSRVCSCFSFSRVVSSFSSIeIIIeIIIe Spn+pnBECnpnnpn这就是四层三结晶体管E-M模型0.990

4、.01FSF 16151310,10,10ESCSSSIAIAIAeFTVVe1eFFTTVVVV e11FTVV eFTVV10111101BETVERVESBFRSRCSCFSFSRSSSSFIIeIIIII 1510CoffCSIIA1310CoffCSIIA(1)(1)BCTBCTBCTBCTVVERCSVVBRCSVVCSFCSVVSSFCSIIeIIeIIeIIe BCTVVSFCSSeIIRESSFII1RBSSFII 1SFCSSFIIS (Cp)pn+pnBn (Ep)EC (Bp)BCBECESCCEVVVVV 又(1)(1)(1)BCBETTBCBETTVVVVCFESS

5、FCSVVVVBFESRCSIIeIeIIeIe()exp()(1)(1)()exp()(1)CEFESCSSFCTCEBFESCSRTVIIIVVIIIV(1)(1)()ln(1)()CSSFRCBCESTESFRCBIIIVVIIIBCISI(1)(1)ln(1)CSSFRCESTESFRISVVIS11lnlnCSSFSFCESTTESFFIVVVIS 而对三层结构极度饱和时1lnCESTFVV故：寄生PNP管使饱和压降下降。物理意义：集电极电流被衬底结漏电流分流下降，故Vces下降。此时衬底漏电流较大：,CEBSSSIIIIII均反比于，故应降低。 当 时，各项比值小于1。0.98 ,0.01 ,0.1 ,0.1ESFRBEBCCSIVVVIexp()BCSSFCSTVIIV O16AuT=1060 C , N=1.8 1010 8.5 10nS10 5 10pS2npCjsCjcCjsCjsCjeR