2020-05-21
126
Широкое применение ИП находит в производстве слуховых аппаратов, в которых источником сигнала для последующего усиления является электретный микрофон с высоким внутренним сопротивлением и малой емкостью мембраны. Для его согласования с входным каскадом последующего усилителя низкой частоты необходимо согласующее устройство – ИМС истокового повторителя.
Рассмотрим физическую структуру и топологию ИМС истокового повторителя производства ОАО «Орбита» г. Саранск. Данная ИМС выполнена по биполярной технологии. Основным активным элементом ИМС является ПТУП. Принципиальная электрическая схема ИМС показана на рисунке 11. Она содержит 4 элемента: полевой транзистор VT1, диод VD1, резисторы R1 и R2 [5].
 |
1 – плюс напряжение питания; 2 – выход; 3 – общий; 4 – вход
Рисунок 11 – Принципиальная схема ИМС истокового повторителя
Основные электрические параметры ИМС, а также режимы их измерений должны соответствовать нормам, приведенным в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Электрические параметры ИМС и режимы их измерений
| Наименование параметра, единица измерения |
| Буквенное обозначение | Норма | |
| не менее | не более | |||
| 1. Коэффициент передачи по напряжению | VSS = 1,2 В±10 %; Vi = 30 мВ; RL ≥ 1 МОм; f = 1 кГц; CS = 10 пФ±5 % | AV | 0,4 | |
| 2. Ток потребления, мкА | VSS = 1,2 В±10 %; RL ≥ 1 МОм; CS = 10 пФ±5 % | ISS | 5 | 70 |
| 3. Полное входное сопротивление, МОм | VSS = 1,2 В±10 %; Vi = 30 мВ; f = 1 кГц | Ri | 30 | |
| 4. Выходное сопротивление, кОм | VSS = 1,2 В±10 %; Vi = 30 мВ; f = 1 кГц | RO | 3,5 | |
| 5. Напряжение шума на выходе в полосе «А», мкВ | VSS = 1,2 В±10 %; CS = 10 пФ | Uno | 2,5 | |
| 6. Коэффициент неравномерности АЧХ: в диапазоне 100÷ 1 кГц, дБ в диапазоне 50÷100 Гц и 1000÷20 кГц, дБ | VSS = 1,2 В±10 %; Vi = 30 мВ; RL ≥ 1 МОм; CS = 10 пФ±5 % | AFM | 0,5 1 | |
 |
Физическая структура ИМС показана на рисунке 12. Основные топологические размеры приведены в мкм.
S – исток; D – сток; G – затвор.
Рисунок 12 – Физическая структура ИМС [6]
Технологические параметры физической структуры ИМС и их нормы в соответствии с рисунком 12 приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2 – Технологические параметры физической структуры ИМС
| Обозначение слоя | Наименование слоя | Технологические параметры слоя | Примечание |
| 1 | p-подложка | 480 КДБ10 Ø100 мл. | |
| 2 | n-эпитаксиальный | r = 3 ± 0,5 Ом×см; hэс = 3 ± 0,4 мкм | |
| 3 | p+-разделение | RS = 15 ± 3 Ом/ð; xJ ≥ hэс | изоляция |
| 4 | p-базовый | RS = 100 ± 10 Ом/ð; xJБ = 2,3 ± 0,2 мкм | область затвора |
| 5 | n+-эмиттерный | RS = 5 ± 1 Ом/ð; xJЭ = 1 – 2 мкм | область стока, истока |
| 6 | окись кремния, SiO2 | h = 0,5 ± 0,03 мкм | изоляция |
| 7 | металлизация, Al | h = 1,2 ± 0,2 мкм | проводники и контактные площадки |
