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MOS管
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  • 淺析MOS管在集成電路的詳細應(yīng)用
    淺析MOS管在集成電路的詳細應(yīng)用
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  •   發(fā)布日期: 2019-01-08  瀏覽次數(shù): 1,393
    目前,在設(shè)計中使用的主要有3種電阻器:多晶硅、MOS管以及電容電阻。在設(shè)計中,要根據(jù)需要靈活運用這3種電阻,使芯片的設(shè)計達到最優(yōu)。

     


      1、MOS管集成電路的性能及特點



      1、功耗低MOS管集成電路采用場效應(yīng)管,且都是互補結(jié)構(gòu),工作時兩個串聯(lián)的場效應(yīng)管總是處于一個管導(dǎo)通,另一個管截止的狀態(tài),電路靜態(tài)功耗理論上為零。實際上,由于存在漏電流,MOS管電路尚有微量靜態(tài)功耗。單個門電路的功耗典型值僅為20mW,動態(tài)功耗(在1MHz工作頻率時)也僅為幾mW。

     


      2、工作電壓范圍寬MOS管集成電路供電簡單,供電電源體積小,基本上不需穩(wěn)壓。國產(chǎn)CC4000系列的集成電路,可在3~18V電壓下正常工作。

     


      3、邏輯擺幅大MOS管集成電路的邏輯高電平“1”、邏輯低電平“0”分別接近于電源高電位VDD及電影低電位VSS。當VDD=15V,VSS=0V時,輸出邏輯擺幅近似15V。因此,MOS管集成電路的電壓電壓利用系數(shù)在各類集成電路中指標是較高的。

     


      4、輸入阻抗高MOS管集成電路的輸入端一般都是由保護二極管和串聯(lián)電阻構(gòu)成的保護網(wǎng)絡(luò),故比一般場效應(yīng)管的輸入電阻稍小,但在正常工作電壓范圍內(nèi),這些保護二極管均處于反向偏置狀態(tài),直流輸入阻抗取決于這些二極管的泄露電流,通常情況下,等效輸入阻抗高達103~1011Ω,因此MOS管集成電路幾乎不消耗驅(qū)動電路的功率。

     


      5、溫度穩(wěn)定性能好由于MOS管集成電路的功耗很低,內(nèi)部發(fā)熱量少,而且,MOS管電路線路結(jié)構(gòu)和電氣參數(shù)都具有對稱性,在溫度環(huán)境發(fā)生變化時,某些參數(shù)能起到自動補償作用,因而MOS管集成電路的溫度特性非常好。一般陶瓷金屬封裝的電路,工作溫度為-55~+125℃;塑料封裝的電路工作溫度范圍為-45~+85℃。

     


      6、扇出能力強扇出能力是用電路輸出端所能帶動的輸入端數(shù)來表示的。由于MOS管集成電路的輸入阻抗極高,因此電路的輸出能力受輸入電容的限制,但是,當MOS管集成電路用來驅(qū)動同類型,如不考慮速度,一般可以驅(qū)動50個以上的輸入端。

     


      2、MOS管集成電路電阻的應(yīng)用



      1多晶硅電阻集成電路中的單片電阻器距離理想電阻都比較遠,在標準的MOS管工藝中,最理想的無源電阻器是多晶硅條。



      ρ為電阻率;t為薄板厚度;R□=(ρ/t)為薄層電阻率,單位為Ω/□;L/W為長寬比。由于常用的薄層電阻很小,通常多晶硅最大的電阻率為100Ω/□,而設(shè)計規(guī)則又確定了多晶硅條寬度的最小值,因此高值的電阻需要很大的尺寸,由于芯片面積的限制,實際上是很難實現(xiàn)的。當然也可以用擴散條來做薄層電阻,但是由于工藝的不穩(wěn)定性,通常很容易受溫度和電壓的影響,很難精確控制其絕對數(shù)值。寄生效果也十分明顯。無論多晶硅還是擴散層,他們的電阻的變化范圍都很大,與注入材料中的雜質(zhì)濃度有關(guān)。不容易計算準確值。由于上述原因,在集成電路中經(jīng)常使用有源電阻器。


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