дин перехід база-емітер. p> Інша труднощі в проектуванні низьковольтних аналогових і цифрових схем на біполярних транзисторах полягає в тому, що значення амплітуди перемикання в типових ЕСЛ схемах не може визначатися довільно, а мінімальне значення обмежено рівнем шуму. Біполярна диференціальна пара (диференційний каскад в структурі ЕСЛ) вимагає, щоб рівень вхідного логічного сигналу був як мінімум 5,5 jт. У дійсності ж, до цього напрузі потрібно ще додати падіння напруги на опорах в емітерний ланцюга, а також залишкову напругу при неповному перемиканні, обмеженому коефіцієнтом посилення по струму, і падіння напруги на шинах харчування. Все це призводить до того, що мінімальна напруга перемикання повинно складати кілька сотень мілівольт.
Для того щоб підтримувати високу швидкість роботи транзисторів, вони не повинні входити в В«ВажкийВ» режим насичення. Це обмеження прямо впливає на мінімальну напруга колектор-емітер (Uке), яке теж складає приблизно 400 мВ. Враховуючи вищесказане, а також чисельні значення напруги Uбе ≈ 800 мВ, можна зробити висновок про те, що забороняється використовувати багатоярусні диференціальні пари або каскодних конфігурації (архітектури) при напрузі живлення 1,5 В.
Таким чином, відсутність можливості масштабування напруги на переході база-емітер ще більше загострює проблему подальшого масштабування напруги живлення схем на біполярних транзисторах. Для КМОП транзисторів такий проблеми не існує в принципі, тому що їх порогове напруга Uп може бути знижено на стадії виробництва.
На практиці такі неідеальності КМОП транзисторів, як наявність провідності, за відсутності прикладеного до затвору порогового напруги (так звана гранична провідність), залежність порогової напруги від температури, а також ефект короткого каналу, призводять до того, що необхідно для КМОП транзисторів встановити порогове напругу, рівну декільком сот мілівольт. Це наближає їх по статичним характеристиками до біполярним транзисторам. br/>
4. Мікросхемотехніка аналогових і аналого-цифрових СФ блоків
Стримуючим фактором розвитку НВІС типу В«система на кристаліВ» є недосконалість аналогової мікросхемотехніки, яка вимагає збільшення області кристала, що відводиться на активні та пасивні компоненти ланцюга, і значних робочих струмів, що забезпечують необхідну якість малосигнальних параметрів. У цьому зв'язку одним з головних напрямків у мікроелектроніці як і раніше є системні дослідження в предметних областях, які повинні бути націлені на відтворення нових архітектур контролерів і мікроконвертори, орієнтованих на створення відповідного класу радіоелектронної апаратури, обгрунтування економічної і технологічної доцільності перерозподілу В«центру вагиВ» між НВІС, датчиками і виконавчими механізмами систем тощо [6, 5]. Однак, очевидно, завжди до складу обговорюваного класу НВІС будуть входити досить складні аналогові і, найчастіше, ініціалізіруемих допомогою програмованого ядра блоки, які і складають базу В«інтелектуального продуктуВ». Тут слід враховувати ще одну важливу в практичному відношенні обставина: створення під результати системних досліджень комплекту аналогових IP блоків дозволить вийти на новий принцип організації виробництва виробів мікроелектронної техніки, коли незалежно від внутрікрісталльной приналежності функціонально закінчені пристрої забезпечують більш повну апаратно-програмну сумісність нового класу міні-систем. Все це зменшує номенклатуру виробів мікроелектроніки, дозволяє узгодити їх параметри та характеристики і, що найголовніше, спрощує їх застосування в конкретній апаратурі [5].
З урахуванням сказаного можна нині виділити принаймні 4 взаємопов'язані завдання аналогової мікросхемотехніки з традиційним функціональним підпорядкуванням.
1. Розробка схемотехніки мікрорежімних вузлів елементного базису з низьким впливом технологічних похибок виготовлення активних компонентів.
2. Створення комплекту принципових схем активних елементів для аналогових портів введення-виведення.
3. Схемотехніка широкосмугових економічних аналогових мультиплексорів, компараторів, джерел опорного напруги і харчування, операційних підсилювачів, перетворювачів імпедансу і т.п.
4. Схемотехніка прецизійних функціонально завершених пристроїв аналогового інтерфейсу - інструментальні підсилювачі, фільтри, блоки ФАПЧ, АЦП, ЦАП, балансні змішувачі і помножувачі, квадратурні модулятори і демодулятори, керовані генератори гармонійних коливань і мультивібратори тощо
У класі першої проблеми необхідні граничні і теоретично обгрунтовані обмеження, що встановлюють зв'язок геометрії, технологічних норм і режимів роботи активних компонентів і їх комбінацій з параметрами, характеризують широкополосность та підсилювальні властивості найпростіших вузлів-каскадів і блоків різного функціонального призначення. Виконані дослідження показують, що вплив прохідний паразитної ємності транзисторів на граничну частоту смуги пр...
