Integrované obvody CMOS - Ročníková práce Elektrotechnologie

Ochranné obvody pro CMOS

• řídící elektrody (G) jsou v technologii CMOS izolované od

substrátu vrstvou SiO2 ( což je dielektrikum, neboli nevodivá

vrstva ), protože zde působí průrazové napětí (100 – 200 V),

vznikne zkrat

• k průrazu může dojít z důvodu velkého vstupního odporu řídící

elektrody

• člověk může být zdrojem elektrické energie (až 10 kV)

• když toto napětí vybijeme do vstupu CMOSu, vznikne zkrat

• i z těchto důvodů se obvody vybavují ochrannými obvody na

vstup i na výstup

• možnosti ochrany – jednou ochranou diodou

dvojitou diodou a rezistorem

10.0 Obvody pracující na podobném principu jako MOS

ESFI (epitaxial silicon film insulation substrate)

• epitaxní vrstva Si na izolačním substrátu

• provádí se izolace mezi jednotlivými součástkami

proleptáním vrstvy až na izolační vrstvu

• výhody – potlačení parazitní kapacity, která vzniká bez izolace

zkrácení zpoždění na hradle (méně než 1ns)

zkrácení vybavovací doby

• používá se pro výrobu pamětí

MESFET

• vyrábí se na podložce z GaAs (arsenik galia)

• jedná se o obvody založené na podobném principu jako MOS

s kanálem typu N

• vodivost kanálu není ovládaná hradlem, ale přechodem

kov-polovodič (=Schottkyho přechod)

• výhody – větší rychlost

nejnižší ztráty energie

nižší šum

vyšší teplotní odolnost

• nevýhoda – ekonomická nákladnost

• kanál se ochuzuje kladným napětím na kovovém hradle (může být

z G, E, C)

• obsahuje odporový kontakt

• mezi metalizaci a polovodič je nutné vložit slitinovou vrstvu

(AuGe), ta omezuje vznik potenciálové bariéry

• strukturu MESFET lze vytvořit – 1) epitaxní vrstvou – nadifundují

se oblasti E (emitor),

C (kolektor) a kanálu

2) iontovou implantací

11.0 Závěr

Integrované obvody CMOS mají své místo v budoucnosti výpočetní techniky jisté. Samozřejmě, že se již nyní pracuje na technologiích, které by CMOS nahradily, zatím však žádná nedosáhla takové kvality za takovou cenu, jako technologie CMOS.Nic není dokonalé, proto i CMOS vady má.Mezi ty nejzávažnější patří bezesporu její citlivost na světlo. Mezi další problém patří neostrost vytvořených snímků.Integrované obvody CMOS, používaná k vytváření snímků, je mnohem jednodušší technologie než například technologie velmi podobná CCD. Ta je velice přesná, ale je nepříznivá její cena.Oproti tomu CMOS je technologie finančně nenákladná, ale zatím nedosahuje kvalit snímacích prvků CCD. V současnosti jsou na trhu dva produkty využívající technologie CMOS a oba vykazují stejný problém, snímky takto vytvořené jsou znehodnocené „šumem“. Zkoumáním problémů týkajících se technologie CMOS se zabývá například světoznámá firma na výrobu fotoaparátů Olympus.Můj názor na technologii CMOS je takový, že budoucnost určitě má, ale bude se muset ještě dost změnit, bude muset projít složitou cestou vývoje a implementace do praxe.V této chvíli je to technologie velice moderní, ale stále má dost chyb, které by se měli odstranit.