集成电路中的无源器件
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第3章集成电路中的无源元件3.1 集成电阻器3.1.1 基区扩散电阻3.1.2 其他常用的集成电阻器3.1.3 MOS集成电路中常用的电阻3.2 集成电容器3.2.1 双极集成电路中常用的集成电容器3.2.2 MOS集成电路中常用的MOS电容器3.3 互连(内连线)3.3.1 金属膜互连3.3.2 扩散区连线3.3.3 多晶硅连线3.3.4 交叉连线3.1 集成电阻器基区扩散电阻是最常用的电阻器对一般图形电阻的阻值采用计算电阻公式(3-1) ,折叠图形电阻阻值的计算是各段相加,不过对端头电阻和拐角电阻要进行修正采用计算电阻公式(3-3) 。
集成电路中电阻--基区沟道电阻外延层电阻外延层沟道电阻离子注入电阻同样是掺杂工艺,由于离子注入工艺可以精确地控制掺杂浓度和注入的深度,并且横向扩散小,因此,采用离子注入方式形成的电阻的阻值容易控制,精度较高。
这个电阻(见图3.14)由两部分组成,离子注入区电阻和p+区端头电阻,因为p+区端头的掺杂浓度较高,所以电阻值很小,实际的电阻阻值主要由离子注入区电阻决定,与热扩散掺杂电阻相比,减小了误差,进一步提高了精度。
离子注入电阻离子注入电阻3.1.3 MOS集成电路中常用的电阻2. 用MOS晶体管形成电阻用MOS晶体管形成电阻又叫有源电阻是指采用晶体管进行适当的连接并使其工作在一定的状态,利用它的直流导通电阻和交流电阻作为电路中的电阻元件使用。
双极型晶体管和MOS晶体管均可担当有源电阻,在这里将只讨论以MOS器件作为有源电阻的情况,双极型器件作为有源电阻的原理类似。
3.2 集成电容器在集成电路中,电容也是一个重要的元件。
IC中应尽量避免使用电容器,因电容器占面积大。
在双极型模拟集成电路中,集成电容器用作频率补偿以改善电路的频率特性。
在MOS模拟集成电路中,由于在工艺上制造集成电容比较容易,并且容易与MOS器件相匹配,故集成电容得到较广泛的应用。
普通pn结电容的容量较小,有较大的温度系数和寄生效应等缺点,故应用不多。
无源器件
无源器件是指在没有外部电源的情况下,能够对电信号进
行控制、处理或传递的器件。
这些器件不需要电源来工作,而是利用电路中的能量进行操作。
以下是常见的无源器件:
1. 电阻器:用于限制电流流动的器件。
它们通过阻碍电流
的流动来控制电路中的电压和电流。
2. 电容器:能够储存电荷的器件。
电容器由两个导体间隔
开一层绝缘材料组成,当电压施加在电容器上时,电荷会
储存在导体之间的电场中。
3. 电感器:能够储存电能的器件。
它们由线圈组成,当电
流通过线圈时,会产生磁场,进而储存电能。
4. 变压器:用于改变交流电压的器件。
变压器由两个或更多的线圈组成,通过电磁感应原理,将输入电压转换为不同的输出电压。
5. 滤波器:用于滤除电路中的噪声和杂波的器件。
它们通过利用电容器和电感器的性质,在电路中引入滤波效应。
这些无源器件在电子电路设计中起着重要的作用,能够实现信号处理、功率转换和电路保护等功能。