Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 [ 74 ] 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

ческой операцией является ионное легирование, йо втором - дополнительная фотолитография.

Сочетание биполярных и р-канальных униполярных с управляющим р-п переходом транзисторов, а также биполярных и МОП-транзисторов позволяет значительно улучшить параметры современных интегральных ОУ. В настоящий момент по совмещенной технологии зарубежные фирмы изготовляют интегральные ОУ типа TL081, LF351, LF356, ОР-17, а в СССР -ОУ серии 544.

В последнее время в печати появились сообщения о том, что одной американской фирмой разработаны интегральные ОУ типа LM10 с малой потребляющей спо-


Рис- 6.20. Принципиальная схема ОУ 153УЛ2.

собностью (по мощности) от одного источника питания с напряжением 1 В. Низковольтные ОУ обладают высокими параметрами и характеристиками и способны работать в широком диапазоне температур от -55 до + 125°С. Они изготовлены по стандартной двухдиффу-зионной интегральной технологии на п-р-п (с вертикальной структурой) и р-п-р (с горизонтальной структурой) транзисторах и диффузионных и ионно-легированных резисторах, но на основе новых схемотехнических и топологических решений. Таким образом, совершенствование технологии изготовления АПИМ, разработка новых схемотехнических решений, модификация топологии инте-



rpajibHbix элементов и, йакойец, развитие методов прй-ектирования в недалеком будущем позволит создать интегральные ОУ с более высокими параметрами и характеристиками.

6.5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ОУ

За последние годы в развитии полупроводниковых интегральных микросхем и, в частности, интегральных ОУ наблюдается новый качественный скачок, который наглядно подтверждает правомерность такого утверждения, что по мере совершенствования техники интегральных микросхем принципы их проектирования изменяются и становятся более комплексными. Это обстоятельство требует от разработчиков АПИМ совокупности разносторонних знаний; они должны быть не только сведущими специалистами, прекрасно разбирающимися в тонкостях интегральной схемотехники и филигранной точности топологии микросхем, но и тонко чувствовать и правильно понимать особенности полупроводниковых процессов, сложные и многообразные производственные циклы изготовления микросхем, а также технические возможности очень точного технологического оборудования.

Из-за тесной взаимосвязи технологии микросхем, которая теперь достигла такого уровня, что позволяет изготавливать недорогие интегральные ОУ, и схемотехники, отличной от схемотехники ОУ на дискретных элементах, роль разработчика ОУ возросла. Небольшое изменение в схемотехнике микросхемы может потребовать дорогих и трудноосуществимых изменений в технологии. Поэтому процесс проектирования интегральных ОУ стал более длительным и трудоемким, чем для ОУ на основе печатных плат с дискретными элементами. Таким образом, переход от проектирования ОУ на дискретных элементах к проектированию интегрального ОУ требует пересмотра многих принципов проектирования, и, возможно, поэтому между теорией проектирования интегральных ОУ и реализацией их на практике образовалась такая огромная дистанция. Не потому ли некоторые специалисты считают, что проектирование аналоговых микросхем находится в своей начальной стадии?

Особенности проектирования. При проектировании интегральных микросхем (в особенности аналоговых) иногда возникают трудности, связанные с необходи-230



Мостью учета разнообразных эффектов и паразитных связей, а также значительного разброса параметров интегральных элементов. В процессе проектирования интегральных ОУ нельзя не учитывать значительных капиталовложений, необходимых на приобретение уникального и дорогостоящего оборудования, а также на обеспечение технологической гигиены на самом высоком уровне. И все же принципиальное отличие интегрального ОУ от ОУ на дискретных элементах - это наличие изолированных областей почти для каждого элемента, что вызывает появление сопутствующих паразитных эффектов и элементов. Кроме того, при проектировании интегральных ОУ вся оптимизация практически сводится к минимизации площади кристалла.

Ранее разработчик имел в своем распоряжении множество разнообразных активных и пассивных элементов с широким диапазоном номиналов, которыми он мог варьировать даже при регулировке изготовленного ОУ, и у него никогда не возникала необходимость расчета самих элементов, так как известны были их параметры и характеристики. Если при проектировании ОУ на дискретных элементах он в основном стремился к такому схемотехническому решению, где использовалось бы минимальное число самых дорогих элементов (транзисторов), то разработчик интегрального ОУ должен быть и схемотехником, и конструктором, и технологом, хорошо знающим специфику и особенности технологических процессов изготовления аналоговых интегральных микросхем, так как компоновка элементов для получения интегрального ОУ - это сравнительно небольшая часть всего технологического цикла производства, в который входят: расчеты активных и пассивных элементов, технологических процессов изготовления элементов, связь выходных параметров ОУ с геометрическими размерами элементов и технологией их изготовления, экономические аспекты, которые здесь в основном сводятся не к выбору схемотехнического решения с минимальным числом дорогостоящих элементов, а к минимизации площади кристалла и к решению других специальных вопросов.

Разработчик всегда имеет в своем распоряжении сравнительно небольшой выбор интегральных элементов с малым диапазоном их номиналов. Естественно, что эти ограничения требуют от него большой изобретательности, тонкой интуиции, всесторонних знаний, ясного вооб-16* 231





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 [ 74 ] 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90