Разработка пакета учебно-прикладных программ по диiиплине "Проектирование интегральных микросхем"
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
. ОБЩИе теоретические сведения
.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И СТРУКТУРА ппИС
1.1.1 Изделия микроэлектроники: классификация, термины, определения
.1.2 Основания выбора конструктивных материалов ППИС
.1.3 Технологические процессы производства ППИС
.1.4 Принцип действия биполярного транзистора
.1.5 Диоды в ППИМС
1.2 КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ДИФФУЗИОННЫХ РЕЗИСТОРОВ ППИС
1.2.1 Характеристики диффузионных резисторов
.2.2 Требования к размещению и ограничения
2. Разработка пакета учебно-прикладных программ
.1 Структура пакета
.2 Лабораторная работа №1 Изучение конструкции ППИС на биполярных транзисторах
.3 Лабораторная работа №2 Расчет параметров диффузионных резисторов
зАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Целью данной дипломной работы является разработка пакета учебно-прикладных программ по диiиплине 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 (1тАж2%), 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.
1. ОБЩИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
.1 ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И СТРУКТУРА ППИС
.1.1 Изделия микроэлектроники: классификация, термины, определения
Интегральная микросхема (микросхема) - это конструктивно законченное микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования информации, содержащее совокупность электрически связанных между собой электрорадиоэлементов (транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов и др.), изготовленных в едином технологическом цикле. Термин интегральная микросхема отражает суммирование, объединение значительного числа электрорадиоэлементов (ЭРЭ) и соединяющих их проводников в единую конструкцию (конструктивная интеграция), выполнение функций преобразования более сложных по сравнению с функциями отдельных ЭРЭ (схемотехническая интеграция), создание одновременно всех ЭРЭ и межэлементных соединений в едином технологическом цикле (технологическая интеграция). Микросхемы изготовляют групповым методом по материалосберегающей технологии, тиражируя одновременно в одной партии от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч микросхем.
По конструктивно-технологическому исполнению микросхемы делят на три группы: полупроводниковые, пленочные и гибридные.
В полупроводниковой интегральной микросхеме все элементы и межэлементные соединения выполнены в объеме и на поверхности полупроводниковой подложки.
Элемент интегральной микросхе