Mdya tranzistorlar tiykarındaǵı sanlı imslardıń negizgi elementleri joba

MDYATM elementtiń taǵı bir abzallıǵı – ırkiliske shıdamlılıǵı joqarılıǵında bolıp tabıladı. BTlardaǵı MElarda logikalıq ırkiliske shıdamlılıǵı 0 dıń (1÷2) U*, yaǵnıy 0, 7÷1, 4 V bolǵanda, MDYaTM de U0 XAL = U0 - U0 ≈ 1, 5 ÷ 3 V boladı.
HÁM-EMES elementinde kiriwler sanı artqan tárepke ırkiliske shıdamlılıǵı azayadı, sebebi bir waqıtta barlıq tranzistorlardıń qaldıq kernewleri UQOL artadı. Usınıń sebepinen HAM-EMAS elementlerde kiriwler sanı 4 ten artpaydi, YAKI-EMES elementlerde bolsa 10 -12 danege shekem jetedi.
MDYa sxemalardıń júkleme qábileti úlken, sebebi kirisiw (zatvor) shınjırı derlik tok tutınıw etpeydi. Sonday eken, jumıs processinde shınjır daǵı barlıq MElar bir- birine baylanıslı bolmaǵan halda isleydiler, U0 hám U1 júzesi bolsa júklemege baylanıslı bolmaydı.
MDYA - struktura elementleri operativligi bolsa kirisiw hám shıǵıw shınjırların shıntlawshı sıyımlılıqlardıń qayta zaryadlanıw waqıtı menen anıqlanadı. Operativlikti asırıw jolındaǵı barlıq urınıslar basqa kemshiliklerdi júzege keltirdi. Mısalı, operativlikti artpaqtası júklemedegi sıyımlılıqlardı qayta zaryadlanıw tokı ma`nisin artıwına alıp keledi. Lekin, bul usıl tutınıw quwatın hám shıǵıwdaǵı logikalıq úst erkin emesligin artıwına alıp keledi. Kórsetilgen qarama - qarsılıqlar túrli ótkezgishlikke iye (komplementar) tranzistorlı giltler járdeminde, sxemotexnik usılda jónge salıw etiliwi múmkin.

Cifrlı IMS shańaraǵınıń muwapıqlastırıw usılları
KMDYA - logika izolyaciyalanǵan zatvorli hám indutstirlengen kanallı komplementar maydani tranzistorlardı qollaw arqalı atqarıladı. Biykar (“JAQ” funkciyası ) operaciyası bir-birine júkleme bola alatuǵın eki elektron gilt járdeminde ámelge asıriladı. Bul sxema 5-suwretde keltirilgen.
Sxema tuwrı islewi ushın tranzistorlar hár - qıylı tipli ótkeriw kanalına ıyelewi kerek. Eger derektiń koefficient kernewi súwrette ko'rsatilgendey jalǵansa, v1 aymaqlıq tranzistor r - kanallı, v2 aymaqlıq tranzistor n - kanallı saylanadı. Tarnazistor v1 zatvorǵa nol' kernew berilgenda ashıladı, sebebi bul jaǵdayda zatvorda istokka salıstırǵanda keri kernew payda bolıp, n - podlojkadan zatvordagi sirtoldi qatlamına ótkezgish kanaldı payda etiwshi gewekler jıynaladı.

Tranzistor v2 zatvorǵa oń kernew berilgende ashıladı. Bul jaǵdayda zatvordaǵı sirtoldi qatlamǵa ótkizgish kanaldı payda etiwshi elektronlar jıynaladı.

Sxemanı kiriwine logikalıq “1”, yaǵnıy X noqatqa oń úlken kernew berilse tranzistor v1 tuyıqıladı, tranzistor v2 bolsa ashıladı. Elementtiń Y shıǵıwında logikalıq “0” payda boladı. Eger sxemanıń X kiriwine logikalıq “0” berilsa, tranzistor v2 berkiledi, tranzistor v1 bolsa ashıladi. Elementtiń Y shıǵıwında logikalıq “1” payda boladı.
Talay quramalı logikalıq KMDYa - elementleri ádette, joqarıda kórilgen “JOQ” sxeması tiykarında dúziledi. Tómendegi 6 -suwrette “HÁM-YAQ” elementiniń elektr sxeması keltirilgen. Elementtiń qálegen kiriwine nol' signal berilse, onıń shıǵıwında logikalıq “1” payda boladı. Sebebi bul jaǵdayda v1 yamasa v2 tranzistorlardan birewi ashıq boladı. v3 yamasa v4 tranzistorlardan birewi tuyıq boladı. Eki X1 hám X2 kiriwge de logikalıq “0” signal bersek, Y shıǵıwda tap sonday logikalıq “1” payda etemiz. Eger biz eki X1 hám X2 kiriwge de logikalıq “1” ga uyqas joqarı satxli kernew bersak, Y shıǵıwda tómen satxli kernew, yaǵnıy logikalıq “0” payda etemiz. Bul jaǵdayda v1 hám v2 tranzistorlar tuyıqıladı, v3 hám v4 tranzistorlar bolsa ashıladı. Bul “HÁM-JOQ” logika elementiniń haqıyqıylıq kestesi 4-suwrettegi kesteniń áyne ózi bolıp tabıladı, yaǵnıy TTM - logika elementiniń haqıyqıylıq kestesi menen áyne birdey bolıp tabıladı.

KMDYA - logika elementiniń tiykarǵı abzallıǵı, onıń kem - kem energiya sarıplanıwı bolıp tabıladı. MDYA - tranzistorlar nolge jaqın zatvor tokına iye, sol sebepli de aymaqlıq tranzistordı basqarıwda kem quwat talap etiledi. Aymaqlıq tranzistorlı tez isleytuǵın sxemalarda quwattıń tiykarǵı bólegi aymaqlıq tranzistor kiriwindegi zaryadlaw hám zaryadsızlantirıwǵa sarplanadı tek. Sonı atap ótiw kerek, KMDYA - elementli sxemalarda energiya joytıwǵa sebep boliwshi rezistorlar bolmaydı. Aymaqlıq tranzistorlardı tayarlawda zatvor ólshemin kishreytip, zatvor hám stok, zatvor hám istok sıyımlılıqların kemeytirip, tez isleytuǵın KMDYA - elementler qurıw múmkin. Sol sebepli KMDYa - logika házirgi zamanagóy mikroprotsessorlarni hám joqarı dárejede integrallasqan mikrosxemalardı qurıwda keń qollanılıp atır.

Bipolyar hám MDYA IMSlar planar yamasa planar - epitaksial texnologiyada jasaladi. Planar texnologiyada n-p-n tranzistor strukturasın soǵıwda p-túrdegi yarım ótkeriwshili plastinaniń bólek tarawlarına tesikleri ámeldegi bolǵan arnawlı maskalar arqalı jergilikli legirlew ámelge asıriladı. Maska rolin plastina sırtın iyelewshi kremniy eki oksidi SiO2 oynaydı. Bul perdede arnawlı usıllar (fotolitografiya) járdeminde ayna dep atalıwshı tesikler qáliplesedi. Kiritpeler yamasa diffuziya (joqarı temperaturada olardıń konsentraciya gradienti tásirinde kiritpe atomlarin yarım ótkeriwshili tıykarǵa kirgiziw), yamasa ionlı legirlew járdeminde ámelge asıriladı. Ionlı legirlewde arnawlı dereklerden alınǵan kiritpe ionları tezlesedi hám elektr maydanda fokuslanadi, tıykarǵa túsedi hám yarım ótkeriwshiniń sirt qatlamına sińedi.

Planar texnologiyada jasalǵan yarım ótkeriwshili bipolyar strukturalı IMS úlgisi jáne onıń ekvivalent elektr sxeması a, b - suwretde keltirilgen.

Diametri 76 mmli birden-bir tiykarda bir waqıtta usılda bir waqtıniń ózinde hár biri 10 nan 2000 element (tranzistorlar, rezistorlar, kondensatorlar ) den shólkemlesken 5000 mikrosxema jaratıw múmkin. Diametri 120 mm bolǵan plastinada onlab milliontaǵa deyin element jaylastırıw múmkin.
Zamanagóy IMSlar eritpeli planar - epitaksial texnologiyada islenedi. Bul texnologiya planar texnologiyadan sonısı menen parıq qıladı, barlıq elementler p-túrdegi tiykarda ósirilgen n-túrdegi kremniy qatlamında payda etiledi. Epitaksiya dep kristall strukturası tıykarnikidan bolǵan qatlam ósiriwge aytıladı.
Planar - epitaksial texnologiyada jasalǵan tranzistorlar talay qolaylı, hám de planarliǵa salıstırǵanda jaqsılanǵan parametr hám xarateristikalarǵa iye.
Onıń ushın tıykarǵa epitaksiyadan aldın n+ - qatlam kiritiledi. Bul halda tranzistor arqalı tok kollektordaǵı joqarı rezitordan emes, bálki kishi n+ - qatlam arqalı áǵıp ótedi.
Mikrosxema túrli elementlerin elektr tárepten birlestiriw ushın metllizaciyalaw qollanıladı. Metallizaciyalaw processinde altın, gúmis, xrom yamasa alyuminiyden juqa metall perdeler payda etinadi. Kremniyli IMSlarda metallizaciyalaw ushın alyuminiyden keń paydalanıladı.

Sxemotexnik belgilerine kóre mikrosxemalar eki klasqa bólinedi.