ВВЕДЕНИЕ

Целью данной дипломной работы является разработка пакета учебно-прикладных программ по дисциплине «Проектирование интегральных микросхем».

Данный пакет предназначен для изучения студентами:

- технологии полупроводниковых интегральных микросхем на биполярных транзисторах;

- основных принципов проектирования полупроводниковых интегральных микросхем на биполярных транзисторах;

- конструирования и расчетов параметров диффузионных резисторов ППИС.

Особенность полупроводниковой технологии в том, что активные и пассивные элементы схем выполняются внутри объема полупроводника, который является основой полупроводниковой интегральной схемы (ППИС).

Преимущества ППИС перед гибридными ИС:

- выше надёжность благодаря меньшему числу контактных соединений, ограниченному количеству используемых материалов, а также, потому что полупроводниковую ИМС можно изготовить только из монокристаллической, сверхчистой, полупроводниковой структуры;

- большая механическая прочность в результате меньших (примерно на порядок) размеров элементов;

- меньшая себестоимость изготовления полупроводниковых ИМС.

Также полупроводниковые микросхемы обладают рядом недостатков. В частности, в полупроводниковом материале трудно получать пассивные элементы с заданными номинальными значениями. Кроме того, ППИС имеют низкую температурную стабильность и сильные паразитные связи между элементами, что усложняет конструирование схем и вызывает ухудшение качества схем.

Полупроводниковые ИС обеспечивают высокую степень интегрирования. При использовании хорошо отработанных технологических методов изготовления полупроводниковые микросхемы оказываются значительно надежнее и дешевле схем из навесных элементов. Стоимость элементов микросхемы, выполненной по полупроводниковой интегральной технологии, в значительной степени определяется площадью, занимаемой ими на полупроводниковой пластине.

Полупроводниковые микросхемы выпускаются промышленностью на основе биполярных и МДП структур. Полупроводниковые ИС с биполярными транзисторами, рассматриваемые в данной работе, отличаются более высоким импульсным быстродействием (или рабочей частотой).

Номиналы пассивных элементов, имеющих дискретные прототипы, ограничены. Практически нецелесообразно использовать для массового производства ИС “чистые” резисторы с номиналом выше 50 кОм. Желаемые номиналы резисторов не могут иметь малые допуски, хотя отношение сопротивлений одинаковых по форме резисторов на одной пластине можно выдержать довольно точно (1…2%), причем их температурная зависимость будет одинакова. Кроме того, все элементы полупроводниковой структуры связаны между собой паразитными емкостями и проводимостями, что обусловлено плотной упаковкой и несовершенством методов изоляции элементов.

Несмотря на отмеченные недостатки, полупроводниковые микросхемы в настоящее время относятся к числу наиболее перспективных изделий микроэлектроники, так как они позволяют создавать надежные малогабаритные и сложные в функциональном отношении схемы.