第七章双极型逻辑集成电路祥解.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2009-3-15 韩 良 * 7.5.1 I2L基本单元电路结构及特点 P N-sub (GND) P N+ N+ N+ VP Vi 单元内公用电极多，没有内连线，没有电阻，不需要隔离，单输入多输出的倒相器。倒置NPN 2009-3-15 韩 良 * 7.5.2 I2L基本单元工作原理 1. 注入电流的产生 P N-sub (GND) P N+ N+ N+ VP Vi VP加一个大于pn结正向导通压降的电压，横向PNP管导通，产生注入电流。 2009-3-15 韩 良 * 7.5.2 I2L基本单元工作原理 2. 导通态 P N-sub (GND) P N+ N+ N+ VP Vi 如果输入为1（或前级I2L 截止），空穴在NPN管基区（PNP管集电区）堆积，使NPN管饱和导通（PNP管深饱和）。VOL?0.05V 2009-3-15 韩 良 * 7.5.2 I2L基本单元工作原理 3. 截止态 P N-sub (GND) P N+ N+ N+ VP Vi 如果输入对地短路（或前级I2L 导通），空穴被从NPN管基极抽走，使NPN管截止（PNP管临界饱和）。VOH?0.7V (被后级同类们箝位） 2009-3-15 韩 良 * 7.5.2 I2L基本单元工作原理 3. 截止态 VP Vi 如果输入对地短路（或前级I2L 导通），空穴被从NPN管基极抽走，使NPN管截止（PNP管临界饱和）。VOH?0.7V (被后级同类们箝位） VP Vi 2009-3-15 韩 良 * 7.5.3 I2L基本单元正常工作的条件 Q1输出低电平时， Q3处于深饱和，IB1=?3深饱IP； Q1处于深饱和， Q4处于临界饱和， Q1要吸收后级(Q4)全部的灌入电流， IC1=NO?4临饱IP,为了能够全部吸收，要求：?1 IB1 IC1 ， 而 2?3深饱??4临饱 因此： ?1 2 NO VP VP A B Q1 Q2 Q3 Q4 IP IP 为了提高驱动能力应提高NPN管?值或减少扇出。 管子饱和，速度慢。 2009-3-15 韩 良 * 7.5.4 I2L电路的逻辑组合 1. 输出可以直接“线与” VP A+C A+C VP B+C B+C VP A+B A+B VP A+B+C A+B+C VP C VP B VP A A B C 2009-3-15 韩 良 * 7.5.4 I2L电路的逻辑组合 2. 半加器电路 VP (Carry) VP A A VP B B VP VP A+ B VP AB (Sum) AB+ AB 2009-3-15 韩 良 * 7.5.5 I2L电路的版图设计 1. 注入条的设计 所有单元可以公用一条注入条（接电源），注入条应尽可能窄（较小纵向注入浪费），开孔并用不间断的金属覆盖，长度要适当，金属要足够宽（电源等位） 2009-3-15 韩 良 * 7.5.5 I2L电路的版图设计 2.有效基区宽度： 基区条正对注入条的宽度为有效基区宽度，注入电流的大小与之成正比。宽度越大，注入电流越大，驱动能力就越大，但影响集成度。 W I0 2w 2I0 W/2 I0/2 4w 4I0 2009-3-15 韩 良 * 7.5.5 I2L电路的版图设计 2.基极引线孔的位置： 基极引线孔的位置就是输入端，一般可根据方便单元间的互连关系来设计它的位置。但是，基极引线孔的位置离注入条越远，速度越慢。 P N-sub (GND) P N+ N+ N+ N+ N+ P 2009-3-15 韩 良 * 7.5.5 I2L电路的版图设计 3. 多集电区的设计 NPN管的集电