Расчет надёжности транзистора.

Разработка топологии Демультиплексора (F3049)

Выполнил: студент гр. А8-11
Волгин И.С.

Проверил: проф. Попов В. Д.

                                                                 Москва 2012 г.      

Цель проекта

 Расчет параметров МОП-транзисторов и защитной цепочки, разработка топологии микросхемы, проверка обеспечения требований по быстродействию, оценка гамма-процентного ресурса.

Вариант №27 Демультиплексор (F3049)

Рис. 1 Функциональная схема

Расчет защитной цепочки

Параметры модели импульса статического электричества:

Физические параметры модели и константы:











Топологические параметры:

Расчет топологии резистора защитной цепочки

Расчет емкостей:

Ёмкость поликремневого резистора:

Ёмкость контактной площадки:

Ёмкость входной ИМС:

Расчет емкости на входе инвертора:

Площадь затворов на один вход:

Контактная разность потенциалов:

Толщина обеднённого слоя эмиттера:

Площадь эмиттера транзистора T1:

Ёмкость эмиттера транзистора T1:

Входная ёмкость затвора:

Входная ёмкость инвертора:

Расчет паразитногоnpn транзистора:

Расчет сопротивления эмиттера:

Омическое сопротивление тела эмиттера:

Контактная разность потенциалов база-эмиттер:

Ширина обедненной области эмиттера:

Размеры эмиттера по осям y,z, с учётом обеднённых областей и расширения по высоте:

Площадь донной части эмиттера:

Площадь боковой части эмиттера:

Площадь инжектирующей (полезной) части эмиттера:

Ширина базы:

Смещение коллекторного перехода:

Концентрация электронов в коллекторе:

Контактная разность потенциалов база-коллектор:

Ширина обедненной области коллектора:

Сужение базы за счет обедненных областей:

Ширина базы с учётом обедненных слоёв:

Типичное время жизни электронов:

Коэффициент диффузии для электронов:

Диффузионная длина электронов в базу:

Сопротивление эмиттерного перехода:

Расчет сопротивления базы:

Линейные размеры эмиттера:

Линейные размеры базы:

Удельное сопротивление базы:

Сопротивление базы в приближении усеченной пирамиды :

Определение :

Коэффициент переноса:

Коэффициент α:

Определение постоянной нарастания:

Расчет амплитуды импульса на входе инвертора:

Напряжение пробоя:

Коэффициент запаса:
,5=15,4/6,2

Задержка в защитной цепочке:

Расчет ширины канала транзисторов

нагрузка	1	2	3
	0	0,5	1
	6,5	7,0	7,5
	9,0	9,5	10,0

В

Переключение из 0 в 1 -- расчет рМОПТ

Переключение из 1 в 0 -- расчет nМОПТ

=

2ИЛИ-НЕ (М=2):

Инвертор (М=1):

Проверка возможности эффекта защелки

pnp:

Размеры эмиттера:

 6 мкм

 6мкм

 0,9 мкм

Площадь эмиттера:

Площадь полезной боковой части эмиттера:

Площадь бесполезной боковой части эмиттера:

Контактная разность потенциалов база-коллектор и база-эмиттер:

Ширина обедненной области:

Ширина базы с учётом обедненных слоёв:

Коэффициент переноса:

Коэффициент усиления:

npn:

Размеры эмиттера:

 6 мкм

 6мкм

 0,9 мкм

Площадь эмиттера:

Площадь полезной боковой части эмиттера:

Площадь бесполезной боковой части эмиттера:

Контактная разность потенциалов база-коллектор и база-эмиттер:

Ширина обедненной области:

Ширина базы с учётом обедненных слоёв:

Коэффициент переноса:

Коэффициент усиления:

Расчет надёжности транзистора.

Из топологии находим площади металлизации, поверхности, легирования и МОП-структур:
;

Интенсивность отказов корпуса:

=

Интенсивность отказа внутреннх контактных узлов:

Интенсивность отказа интегральной микросхемы:

Заключение

1. Проведен расчет топологических параметров МОП транзисторов, защитной цепочки, паразитных транзисторов и параметров ИМС.

2. Разработана топология ИМС.

3. Проведен анализ надежности разработанной КМОП ИМС (анализ возможности возникновения эффекта «защелки» и оценка гамма-процентного ресурса ИМС).