UDAN UNIVERS 复旦大学电子工程系 陈光梦 第4章 集成放大器
复旦大学电子工程系 陈光梦 第4章 集成放大器
复旦大学电子工程系陈光梦 集成电路 集成电路工艺简介 集成电路的特点 13-12-16 模拟电子学基础 2
复旦大学电子工程系 陈光梦 13-12-16 模拟电子学基础 2 集成电路 集成电路工艺简介 集成电路的特点
复旦大学电子工程系陈光梦 集成电路 将晶体管、场效应管、二极管以及电阻、电容等 元件通过一定的制造工艺制作在同一块半导体基 片上的器件 0 基本材料是单晶硅，可以是P型或N型 通常在一块硅晶片上同时制造几百到几千个集成 电路芯片（管芯），每个管芯经过初测后用划片 机划开，将初测合格的管芯封装后，再经过老化、 测试等工序，就成为集成电路产品。 13-12-16 模拟电子学基础 3
复旦大学电子工程系 陈光梦 13-12-16 模拟电子学基础 3 集成电路 n 将晶体管、场效应管、二极管以及电阻、电容等 元件通过一定的制造工艺制作在同一块半导体基 片上的器件 n 基本材料是单晶硅，可以是P型或N型 n 通常在一块硅晶片上同时制造几百到几千个集成 电路芯片（管芯），每个管芯经过初测后用划片 机划开，将初测合格的管芯封装后，再经过老化、 测试等工序，就成为集成电路产品
复旦大学电子工程系陈光梦 集成电路工艺简介 基本工艺：氧化、掩模、光刻、扩散、外 延、淀积、蒸发等 ,一个完整的制造过程包含一系列掩模、光 刻和扩散过程 13-12-16 模拟电子学基础 4
复旦大学电子工程系 陈光梦 13-12-16 模拟电子学基础 4 集成电路工艺简介 n 基本工艺：氧化、掩模、光刻、扩散、外 延、淀积、蒸发等 n 一个完整的制造过程包含一系列掩模、光 刻和扩散过程
复旦大学电子工程系陈光梦 BJT晶体管的结构 同时制造NPN和PNP两种类型BJT NPN型晶体管 PNP型晶体管（横向晶体管） 集电极 发射极 基极 基极 集电极 发射极 SiO. 基☒ N+ 衬底 隐埋层 外延层 隔离岛 扩散区 13-12-16 模拟电子学基础 5
复旦大学电子工程系 陈光梦 13-12-16 模拟电子学基础 5 BJT晶体管的结构 P N P SiO2 P 集电极 发射极 基极 SiO2 P N P P 基极 集电极 发射极 P 基区 P N+ NPN型晶体管 PNP型晶体管(横向晶体管） 衬底 隐埋层 外延层 隔离岛 扩散区 n 同时制造NPN和PNP两种类型BJT
复旦大学电子工程系陈光梦 CMOS场效应管的结构 互补型金属-氧化物一半导体 Complementary Metal-Oxide-Semiconductor P沟道MOSFET N沟道MOSFET B S G D D G S B 沟道P N 沟道N N型隔离岛 P型衬底 //// 13-12-16 模拟电子学基础 6
复旦大学电子工程系 陈光梦 13-12-16 模拟电子学基础 6 CMOS场效应管的结构 n 互补型金属－氧化物－半导体 Complementary Metal-Oxide-Semiconductor N型隔离岛 P 沟道 P S G D N 沟道 N P型衬底 P沟道MOSFET N沟道MOSFET B D G S B
复旦大学电子工程系陈光梦 集成电路的特点 良好的对称性和较大的绝对误差 口元件之间的性能比较一致 口环境温度一致，同类器件的温度一致性很好 口元件的绝对误差比分立元件电路大许多 口在集成电路设计中，尽量利用元件的对称性进行设计，例如使用 电流源、差分放大器等 ·大量采用有源器件 口制造电阻、电容和电感需要占据一定的面积，且在一般情况下数 值越大占用的面积越大，同时误差较大，质量不高 口采用晶体管等有源器件替代电阻电容等无源器件 13-12-16 模拟电子学基础 7
复旦大学电子工程系 陈光梦 13-12-16 模拟电子学基础 7 集成电路的特点 n 良好的对称性和较大的绝对误差 ¨ 元件之间的性能比较一致 q 环境温度一致，同类器件的温度一致性很好 q 元件的绝对误差比分立元件电路大许多 q 在集成电路设计中，尽量利用元件的对称性进行设计，例如使用 电流源、差分放大器等 n 大量采用有源器件 q 制造电阻、电容和电感需要占据一定的面积，且在一般情况下数 值越大占用的面积越大，同时误差较大，质量不高 q 采用晶体管等有源器件替代电阻电容等无源器件
复旦大学电子工程系陈光梦 电流源与有源负载 基本电流源电路 电流源电路的改进 有源负载放大电路 13-12-16 模拟电子学基础 8
复旦大学电子工程系 陈光梦 13-12-16 模拟电子学基础 8 电流源与有源负载 基本电流源电路 电流源电路的改进 有源负载放大电路
复旦大学电子工程系陈光梦 基本电流源电路 0 由二个电阻和两个晶体管组成，图中I,是参考 电流，1。是输出电流。 DD T T> FET电路 BJT电路 13-12-16 模拟电子学基础 9
复旦大学电子工程系 陈光梦 13-12-16 模拟电子学基础 9 基本电流源电路 n 由一个电阻和两个晶体管组成，图中Iref是参考 电流，IO是输出电流。 n VDD I ref I O T1 T2 R VCC I ref I O T1 T2 R O ref I I = FET电路 BJT电路
复旦大学电子工程系陈光梦 多路FET电流源 ·FET的漏极电流与栅极宽长比成正比，改变 栅极宽长比获得不同比例的输出电流 DD 门 4/1 03 06 3 10/1 13-12-16 模拟电子学基础 10
复旦大学电子工程系 陈光梦 13-12-16 模拟电子学基础 10 多路FET电流源 n FET的漏极电流与栅极宽长比成正比，改变 栅极宽长比获得不同比例的输出电流 Iref IO 2 T1 T2 T3 T6 T5 T4 IO6 IO5 VDD 2/1 2/1 10/1 4/1 4/1 10/1 O3 I