Yarim o’tkazgichli mikroelektronikaning fizik asoslari Mikroprosessor turlari

Diodlar. Odatda diod qilish uchun bitta r — p o’tish yasash yetarli bo’ladi. Lekin IMSlarda tranzistor tarkibi asos qilib olingani uchun u bipolyar tranzistorning o’tishlari orqali yaratiladi.
Bipolyar tranzistordan diod qilishning 5 xil turi mavjud. Ular bir-biridan parametrlari bilan farq qiladi.
Rezistorlar. IMSda rezistorlar bipolyar tranzistorning baza, kollektor yoki emitter qatlamlari tarkibida yuzaga keladi. Bunda diffuziya usulidan foydalanilgani uchun ular diffuzion rezistorlar deb ataladi. Diffuzion rezistorlar yarim o’tkazgich hajmidan r —p
o’tishlar yordamida himoya qilib ajratiladi.
Diffuzion rezistorning qarshiligi rezistor vazifasini bajaradigan sohaning geometrik o’lchamlariga va undagi qotishmaning kontsentratsiyasiga bog’liq. R— qatlam ya’ni tranzistorning bazasi asosida yaratilgan rezistarlarning qarshiligi bir necha 10 kiloomni tashkil qilsa, emitter qatlami asosida yaratilgan rezistorlarning qarshiligi kichik bo’ladi. Katta qarshilikli rezistorlar ion implantatsiyasi (ko’chirilishi) usulida tayyorlanadi.
Rezistorlar MOP—tarkibli unipolyar tranzistor asosida ham yaratiladi. Bunda rezistor vazifasini tranzistorning kanali bajaradi. Qarshiligining kattaligi esa, zatvor kuchlanishi yordamida boshqariladi. Boshqaruvchi r — p o’tishli tranzistor asosida yasaladigan rezistorlar tinch — rezistor deb ataladi.
Kondensatorlar. IMSlarda kondensatorlar maxsus texnologiya asosida yasalmaydi. Ular tranzistorlar va diffuzion rezistorlarni yasash jarayonida hosil qilinadi. Bunda r — p o’tishga teskari yo’nalishda kuchlanish ulangandagi to’siq, qatlamning sig’im kondensator vazifasini bajaradi. Ular diffuzion kondensator deb ataladi. Bunday kondensatorlarning dielektrigi bo’lib r—p o’tishning hajmiy zaryadlar sohasi hizmat qiladi
Bipolyar tranzistorlarda kondensator hosil qilishning 3 xil usuli mavjud: emitter
— baza o’tishi, kollektor — baza o’tishi va kollektor — taglik («yer») oralig’i. Emitter — baza o’tishi hisobiga hosil qilingan kondensatorning solishtirma sig’imi eng katta (1500 pf/mm² gacha) bo’lib, buzilish kuchlanishi eng kichik (birnecha volt) bo’ladi. Kollektor — baza o’tishidan foydalanilganda esa, kondensatorning SIG’IMI 5— 6 marta kichrayadi, lekin buzilish kuchlanishi shuncha maptaga ortadi. Bu ikki variantda tayyorlangan kondensatorlarning asosiy kamchiligi — kondensator qoplamalari bilan taglik («yer») orasida zararli sig’imning hosil bo’lishidir. Bu kamchilik kondensatorlarning uchinchi turida yo’qotiladi, chunki kondensatorning II koplamasi bo’lib taglik «yer» hizmat qiladi.
Diffuzion kondensatorlar o’zgarmas yoki o’zgaruvchan bo’lishi mumkin. Kondensator sig’imi o’zgarmas bo’lishi uchun r — p o’tishga beriladigan teskari kuchlanish doimiy bo’lishi lozim. Agar bu kuchlanish o’zgaruvchan bo’lsa, sig’im ham o’zgaruvchan bo’ladi. Lekin r—p o’tish sig’im chiziqli bo’lmagan kattalik bo’lgani uchun uning o’zgarishi kuchlanishga mutanosib bo’lmaydi (Teskari kuchlanish 1-10 V oraliqda o’zgarganda kondensator sig’im 2:2,5 marta o’zgaradi).
MOP tarkibli unipolyar tranzistorlarda ham kondensator hosil qilinadi. Lekin ularning sig’im kichik (500 pf gacha) bo’ladi.
Induktivlik. Yarim o’tkazgichli IMSlarda induktivlik g’altagi va transformatorlar biror texnologiya asosida hosil qilinmaydi. Shuning uchun ular tranzistor, rezistor va kondensatorlarning biror tur ulanishi isobiga ekvivalent element sifatida olinadi. Tranzistorning emitter — kollektor oralig’iga ulangan o’zgaruvchan kuchlanishning bir qismi RC—zanjir orqali uning bazasiga uzatiladi. Agar R va S elementlar shunday bo’lsaki, R -tengsizlik bajarilsa, RC—zanjirdan utadigan tokning fazasi U kuchlanish fazasi bilan mos tushadi. Lekin
U_c kon-densator kuchlanishi undan 90° orqada qoladi. Kondensator kuchlanishi bazaga ta’sir etgani uchun kollektor tokini boshqaradi va u bilan mos fazada o’zgaradi. Shuning uchun 1_K tok U kuchlanishdan 90° orqada qoladi. Demak, sxemadagi tranzistor U kuchlanishga induktiv qarshilik ta’sirini ko’rsatadi:
X_{L ekv} ya’ni tranzistor _ekv driaduktivlikka ekvivalent bo’ladi.