Радиоэлектроника асослари муҳаррир — Қ. Азимов

3.13. Микросхема элементлари


Бу параграфда, асосан, ярим ўтказгичли ИМСлар- нинг элементлари билан танишамиз. Сабаби пардаси­мон ИМСларда фақат пассив элементлар — қаршилик, сиғим ва индуктнвлик ҳосил қилинишн мумкинлиги айтилган эди. Улар таглик сиртига ўтказувчан ва ҳимояловчи моддаларни пуркаш ёки пардалар қатлами си­фатида жойлаштириш йўли билан ҳосил қилинади. Бунда таглик диэлектрик материалдан ясалгани учун элементларни бир-биридан ҳимоялашга ҳожат қолмай- ди. Ундан ташқари, таглик етарлича калин ва элемент­лар орасидаги масофа узоқ бўлгани учун улар орасидаги зарарли (паразит) сигимларни ҳисобга олмаслик мумкин. 3.30-расмда пуркаш йўли билан ҳосил қилинган тўғри тўртбурчак шаклида ясалган индуктнвлик ғалтаги кўрсатилган.



3.30- расм. Индуктивлик ғалтаги (пардасимон).


Ярим ўтказгичлн ИМСларнинг элемент­лари ярим ўтказгич кристалининг сирти ёки ҳажмида жойлашади. Улар­нинг ҳар бири ярим ўтказгичнинг маълум со- ҳасини эгаллайди ва мустақил элемент — диод, транзистор, резистор, конденсатор ва бошқалар бўлиб хизмат қилади. Бу соҳалар бир-биридан ё диэлектрик, еки тес­кари кучланиш уланган р—п ўтишлар ёрдамида химоя қилинади. Улар пуркаш йўли билан ҳосил қилинадиган симчалар ёрдамида бирор электр схемани акс эттирган ҳолда туташтирилади. Туташтириш симчалари металл тармоқчалар деб аталади. Улар, асосан, алюминийдан тайёрланади.
Ярим ўтказгичли ИМСларнинг элементларнни ясаш мураккаб технологик жараён бўлиб, уларнинг турлари хилма-хилдир. Барча жараёнларнинг негизини транзис­торлар таркиби ташкил қилади, яъни барча пассив ва актив элементлар транзистор асосида ҳосил қилинадп. Асос транзистор вазифасини биполяр ёки униполяр транзисторлар бажаради.
Транзисторлар. Биполяр транзисторларни ясашда унинг ҳар икки формуласи р — п — р ва п — р — п дан фойдаланилади. Улардан п — р — п тури энг кўп тар- қалган.
Транзисторларни ясашда, асосан, планар ва эпитак- сал—планар деб аталган технологик жараёнлар қўл- ланилади. Планар технологияда ярим ўтказгич криста- лига донор ва акцептор моддалар диффузия усулида киритилади. Унда транзисторлар электродларининг ту­таштириш учлари бир текисликда жойлаштирилади. Бу уларии диэлектрик пардаси ёрдамида ташқн таъсир- лардан химоя қилиш имконини беради.
Эпитаксал—планар технология усулида транзисторлар юпқа монокристаллпи ўстириш йўли билан ҳосил қилинади. Планар технология транзисторлар ясашда энг кўп тарқалганидир. Лекин бунда ИМСда ҳосил қилинадиган р — п ўтишлар аниқ чегарага эга бўлмайди, чунки диффузия материалнинг сиртидан бошланади. Шунинг учун қотишманинг атомлари бошланғич материалда бир хил тақсимланмайди — сиртда кўп, ички тарафга эса, камайиб боради. Бу схема элементларининг сифатига катта таъсир кўрсатади. Иккинчи усулда бу камчилик йўқотилади.
Планер технология асосида ясалган п—р—п тур­даги биполяр транзисторларда эмиттер ва коллектор ўтишларидан ўтадиган ток вертикал йўналишда оқади. Шунинг учун улар вертикал транзисторлар деб атала­ди. Бундан фарқлаш учун р — п — р турдаги транзис­торларда р—п ўтишлардан ўтадиган ток горизонтал йўналишда ўтадиган қилинади ва улар горизонтал транзисторлар деб аталади.
Шуни айтиш керакки, ярим ўтказгичли ИМСда ҳар доим зарарли элементлар ҳам ҳосил бўлади. Масалан, Р — кристалл асосида п — р — п турдаги транзистор ясалганда асос кристалл ва транзисторнинг коллектор ва база соҳалари орасида р—п—р турдаги зарарли транзистор ҳосил бўлади. Зарарли элементларнинг таъсирини ҳисобга олиш учун транзисторнинг турли хил эквивалент схемаларидан фойдаланилади.
Микроэлектрониканинг ривожланиши дискрет ярим ўтказгичлар техникасида мавжуд бўлмаган янгича биполяр транзисторни ясаш имкониятини берди. Куп эмиттерли ёки кўп коллекторли тран­зисторлар шулар жумласидандир.
3.31-расмда кўп эмит­терли транзисторнинг таркибий схемаси ва схе­мада белгиланиши кўр- сатилган.