2章-晶体管的寄生效应

第一部分考试试题第0章绪论1.什么叫半导体集成电路？2.按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型，请同时写出它们对应的英文缩写？3.按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类？4.按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪几类？5.什么是特征尺寸？它对集成电路工艺有何影响？6.名词解释：集成度、wafer size、die size、摩尔定律？第1章集成电路的基本制造工艺1.四层三结的结构的双极型晶体管中隐埋层的作用？2.在制作晶体管的时候，衬底材料电阻率的选取对器件有何影响？。

3.简单叙述一下pn结隔离的NPN晶体管的光刻步骤？4.简述硅栅p阱CMOS的光刻步骤？5.以p阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些不足？6.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS的有哪些优缺点？并请提出改进方法。

7. 请画出NPN晶体管的版图，并且标注各层掺杂区域类型。

8.请画出CMOS反相器的版图，并标注各层掺杂类型和输入输出端子。

第2章集成电路中的晶体管及其寄生效应1.简述集成双极晶体管的有源寄生效应在其各工作区能否忽略？。

2.什么是集成双极晶体管的无源寄生效应？3. 什么是MOS晶体管的有源寄生效应？4. 什么是MOS晶体管的闩锁效应，其对晶体管有什么影响?5. 消除“Latch-up”效应的方法？6.如何解决MOS器件的场区寄生MOSFET效应？7. 如何解决MOS器件中的寄生双极晶体管效应？第3章集成电路中的无源元件1.双极性集成电路中最常用的电阻器和MOS集成电路中常用的电阻都有哪些？2.集成电路中常用的电容有哪些。

3. 为什么基区薄层电阻需要修正。

4. 为什么新的工艺中要用铜布线取代铝布线。

5. 运用基区扩散电阻，设计一个方块电阻200欧，阻值为1K的电阻，已知耗散功率为20W/c㎡,该电阻上的压降为5V,设计此电阻。

第4章TTL电路1.名词解释电压传输特性 开门/关门电平 逻辑摆幅 过渡区宽度 输入短路电流 输入漏电流静态功耗 瞬态延迟时间 瞬态存储时间 瞬态上升时间 瞬态下降时间瞬时导通时间2. 分析四管标准TTL 与非门（稳态时）各管的工作状态？3. 在四管标准与非门中，那个管子会对瞬态特性影响最大，并分析原因以及带来那些困难。

目录第一章热插拔概述 ----------------------------------------------------------------------------------- 21.1历史-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21.2热插拔常见问题 ---------------------------------------------------------------------------------------- 2第二章热插拔导致的闩锁效应及其防治 -------------------------------------------------------- 42.1闩锁效应及其机理------------------------------------------------------------------------------------- 42.2闩锁的产生条件 ---------------------------------------------------------------------------------------- 62.3闩锁的常见诱发原因---------------------------------------------------------------------------------- 62.4热插拔诱发闩锁的原因分析 ------------------------------------------------------------------------ 62.5闩锁的预防措施 ---------------------------------------------------------------------------------------- 7第三章热插拔导致的静电问题及其防治 -------------------------------------------------------- 83.1静电产生 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 83.2静电放电失效机理------------------------------------------------------------------------------------- 9第四章热插拔导致的浪涌问题及其防治 ------------------------------------------------------- 114.1浪涌说明 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 114.1.1概念 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 114.1.2产生原因---------------------------------------------------------------------------------------- 114.1.3影响 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 124.2浪涌防治 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 134.2.1交错引脚法------------------------------------------------------------------------------------- 134.2.2热敏电阻法------------------------------------------------------------------------------------- 144.2.3单芯片热插拔控制器 ------------------------------------------------------------------------ 15第五章总线热插拔 ---------------------------------------------------------------------------------- 175.1 I2C总线热插拔---------------------------------------------------------------------------------------- 175.2 I2C总线热插拔案例 --------------------------------------------------------------------------------- 185.3 74LVT16245在总线热插拔中应用 --------------------------------------------------------------- 195.5扩展知识CompactPCI总线热插拔------------------------------------------------------------- 21第六章热插拔最新解决方案-数字热插拔芯片 ------------------------------------------------ 246.1热插拔芯片的理念------------------------------------------------------------------------------------ 246.2典型应用框图 ------------------------------------------------------------------------------------------ 24第一章热插拔概述1.1历史热插拔（hot-plugging或Hot Swap）即带电插拔，是指将设备板卡或模块等带电接入或移出正在工作的系统，而不影响系统工作的技术。

半导体集成电路典型试题绪论1、什么叫半导体集成电路？【答案：】通过一系列的加工工艺，将晶体管，二极管等有源器件和电阻，电容等无源元件，按一定电路互连。

集成在一块半导体基片上。

封装在一个外壳内，执行特定的电路或系统功能。

2、按照半导体集成电路的集成度来分，分为哪些类型，请同时写岀它们对应的英文缩写【答案：】小规模集成电路（SSI），中规模集成电路（MSI ），大规模集成电路（VSI），超大规模集成电路（VLSI ），特大规模集成电路（ULSI ），巨大规模集成电路（GSI）3、按照器件类型分，半导体集成电路分为哪几类？【答案：】双极型（BJT）集成电路，单极型（MOS）集成电路，Bi-CMOS型集成电路。

4、按电路功能或信号类型分，半导体集成电路分为哪几类？【答案：】数字集成电路，模拟集成电路，数模混合集成电路。

5、什么是特征尺寸？它对集成电路工艺有何影响？【答案：】集成电路中半导体器件的最小尺寸如MOSFET的最小沟道长度。

是衡量集成电路加工和设计水平的重要标志。

它的减小使得芯片集成度的直接提高。

6、名词解释：集成度、wafer size、die size、摩尔定律？【答案：】集成蔭--牛芯片上容帥的晶体莒的数目*辭畑:指包含我千上百于芯片的大圆硅片的玄径丄竝S1S4 :指段有封装的单个集成唱路“摩尔定律:集成电路的芯片的集咸度三年毎三年提四倍而加工尺寸缩屮远除分析下面的电路，指出它完成的逻辑功能，说明它和一般动态组合逻辑电路的不同，分析它的工作原7、理。

【答案：1T 二 CLJj 吗 MjkA —ir —该电路可以完成 NAND 逻辑。

与一般动态组合逻辑电路相比，它增加了一个MOS 管M kp ，它可以解决一般动态组合逻辑电路存在的电荷分配的问题。

对于一般的动态组合逻辑电路，在评估阶段， A= “ H B= “ L ”荷被OUT 处和A 处的电荷分配，整体的阈值下降，可能导致OUT 的输出错误。

1.0 双极寄生在集成电路中，用反偏pn结隔离双极器件，存在一些潜在的寄生效应，同时，在一单外延区域集成一个以上器件也产生了更可能的寄生效应。

此寄生效应大多数是以不希望的pnp或npn晶体管出现。

所以，这个章节将不着重分析双极晶体管中寄生电容与寄生电阻的混合模式，但会着重关注由寄生pnp或npn管产生的电路工作中的变化。

因为结隔离的IC中，所有器件公用一个电衬底，电路同一性直接依赖于版图。

由于这些原因，设计工程师将会仔细观察IC的版图，约占设计工作的50%，可能的寄生以及它们对电路工作的影响将会用容易理解的电子/空穴注入理论完全的评价，连同IC的真正环境以及电路如何在那样的环境中工作一起完整的评价。

1.1 寄生pnp1.1.1 npn中的寄生pnp单块结隔离电路的npn管的剖面图如图1.1.1a所示，p隔离和p衬底区域通常相对于npn集电区n外延区域是反偏的。

不管怎样，这些隔离和衬底区域指出了在npn结构中可能的寄生pnp管，这个pnp是由npn的p型基区，连同npn的n型外延，以及p型隔离岛/衬底形成的。

npn的p型基区既可以是寄生pnp的发射极，也可以是集电极。

正常工作下，衬底相对于外延是偏置很负的，如果npn是正向导通，那么，寄生可以看作是一个对衬底的反偏二极管和衬底与外延电容并联。

npn的饱和将会允许寄生pnp管开始工作，当npn饱和，bc结正偏，这也会使两个可能的寄生pnp中的其中一个的be结正偏，如图1.1.1b。

npn的基区现在也是衬底pnp的发射极，npn的外延是pnp 的基极，衬底是pnp的集电极。

在这种工作模式下，npn基区向外延注入空穴，这个空穴电流的一部分将会在外延复合掉。

不管怎样，相当多的空穴将会被衬底/隔离收集。

这些空穴来源于npn的正向基极电流，这个结果在npn饱和区Ie<Ic+Ib。

这个能被看作是将基极电流的一部分直接分流到衬底。

如果npn被在基极的一个低阻源驱动进入饱和区，寄生pnp将会引导大量的空穴电流到衬底。

Ads 晶体管寄生参数1. 导言晶体管是一种重要的电子元件，广泛应用于电子设备中。

在实际应用中，晶体管的寄生参数对其性能有着重要影响。

本文将介绍晶体管的寄生参数以及其对电路性能的影响。

2. 晶体管的基本结构晶体管是一种半导体器件，通常由三个区域组成：发射区、基区和集电区。

发射区和集电区分别为N型或P型半导体，基区为P型或N型半导体。

晶体管的工作原理是通过控制基区的电流来控制发射区和集电区之间的电流。

3. 晶体管的寄生参数晶体管的寄生参数是指在实际电路中，由于晶体管的物理结构和制造工艺等因素引起的一些不可避免的电阻、电容和电感等效应。

常见的晶体管寄生参数包括：3.1 发射结电容（Cbe）发射结电容是指发射区和基区之间的电容。

它由于发射区和基区之间的结电容而产生，是晶体管的一个重要参数。

发射结电容的值取决于晶体管的结构和工艺等因素。

3.2 集电结电容（Cbc）集电结电容是指集电区和基区之间的电容。

它由于集电区和基区之间的结电容而产生。

集电结电容的值也取决于晶体管的结构和工艺等因素。

3.3 输入电容（Cin）输入电容是指晶体管的输入端（一般为基极）与其他端口（一般为集电极）之间的电容。

它是由发射结电容、集电结电容以及基区和集电区之间的电容等共同组成的。

3.4 输出电容（Cout）输出电容是指晶体管的输出端（一般为集电极）与其他端口（一般为基极）之间的电容。

它是由集电结电容以及基区和集电区之间的电容等共同组成的。

3.5 输入电阻（Rin）输入电阻是指晶体管的输入端（一般为基极）与其他端口（一般为集电极）之间的电阻。

输入电阻的值取决于晶体管的结构和工艺等因素。

3.6 输出电阻（Rout）输出电阻是指晶体管的输出端（一般为集电极）与其他端口（一般为基极）之间的电阻。

输出电阻的值取决于晶体管的结构和工艺等因素。

3.7 互导（h参数）h参数是一组用于描述晶体管电路特性的参数。

常见的h参数有hfe（直流电流放大倍数）、hie（输入电阻）、hre（反馈系数）和hoe（输出电导）等。