Устройство автоматического смещенияподложки

Устройство автоматического смещенияподложки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнх

Соцналнстнческнх

Реснубанк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕИЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. соид-ву (22) Заявлено 240179 (21) 2 717 34 9/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 30.0681. Бюллетень и 24

Дата опубликования описания 300681 (51)М. Кл.

G 05 F 1/56

Государственный комитет

ССС P но делам изобретений

N открытий (53) УДК 621. 374 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ñ. Свердлов и Р.Я. Попова (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО СМЕЩЕНИЯ ПОДЛОЖКИ

Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к разработкам интегральных схем на МДП-транзисторах.

Известно, что для улучшения ряда параметров (уменьшение емкости диффузионных шин, стабилизация величины порогового напряжения и др) интегральных устройств на МДП-транзисторах необходимо обеспечить смещение потенциала подложки относительно истоковой Гобщей) шины устройства (11.

Недостаток известных устройств в том, что требуется специальный канал питания для смещения подложки, что усложняет устройство.

Известно устройство автоматического смещения подложки, которое включает накопительный конденсатор между

МДП-транзистором и инвертором, образованным управляющим и нагрузочным транзисторами и является источником импульсов. Во время действия импульсов конденсатор заряжается, а после прекращения импульса он разряжается на емкость подложки относительно общей umHu Г2).

Недостатком известного устройства является низкое напряжение смещения .тодложки

Максимальное напряжение смещения подложки, которое может быть достигнуто в этом устройстве, меньше напряжения питания примерно на величину двух пороговых напряжений транзистора. Это связано с тем, что при заряде конденсатора имеется падение напряжения на транзисторе, которое не меньше порогового напряжения (так как затвор транзистора подключен к его стоку). При разряде конденсатор должен перезарядить емкость затвора этого транзистора, напряжение на котором равно пороговому напряжению. Так как

1э пороговое напряжение составляет примерно 0,7-1,0 В, то известное устройство при низковольтном питании (5 В) не может обеспечить величину напряжения смещения подложки более

20 2,0-2,5 В.

В ряде случаев такая величина напряжения смещения может оказаться недостаточной. Например, может быть необходимо дальнейшее снижение емкостей диффузионных шин, или компенсация технологического разброса параметров транзисторов и т.д.

Цель изобретения — увеличение на30 пряжения смещения подложки.

842753

Поставленная цель достигается тем, что в устройство автоматического смещения подложки, содержащее накопительный конденсатор, один вывод которого подключен к выходной шине и к стоку и затвору транзистора заряда, исток кото- 5 рого подключен к общей шине,а второй вывод — к стоку транзистора разряда, затвор которого подключен ко входной шине, а исток — к общей шине, введен каскад с емкостной положительной обратной связью, затвор управляющего транзистора которого подключен ко входной шине, и элемент связи, подключенный между стоком транзистора разряда и затвором нагрузочного транзистора каскада с емкостной положительной обратной связью.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства автоматического смещения подложки. 20

Накопительный конденсатор 1 включен между стоком транзистора разряда 2, затвор которого подключен ко входной шине 3, и выходной шиной 4, подключенной также к стоку и затвору транзистора 5 заряда, истоки транзисторов 2 и 5 подключены к общей шине 6, .к выходной шине 4 подключен последовательно диод 7 и конденсатор 8, соответствующие переходу стоковая область транзистора 5

Подложка и емкости подложки относительно общей шины 6. Каскац с емкостной положительной обратной связью 9 содержит последовательно включенные между шиной 10 питания и общей шиной б нагрузочный транзистор 11 и управляющий транзистор 12, затворы которых, соответственно, подключены к элементу 13 связи, второй вывод которого подключен к стоку транзисто- 40 ра 2 и ко входной шине 3. Между стоком и затвором транзистора 11 включен дополнительный нагрузочный транзистор 14 для заряда конденсатора 15 положительной обратной связи, включенного одежду затвором и истоком транзистора 11. В качестве элемента

13 связи манжет быть использован транзистор в резистивном включении.

Устройство работает следующим об50 разом.

При поступлении импульса на шины

3 управляющий транзистор 12 открывается и конденсатор 15 заряжается до величины, близкой к напряжению питания. Одновременно с транзистором 12 открывается транзистор 2, подключая накопительный конденсатор 1 к общей шине 6. При этом конденсатор 1 разряжается по цепи диод 7 — конденсатор 8 — общая шина 6 — транзистор 2, После окончания импульса транзистор 12 закрывается. Это вызывает повы6 ение напряжения на его стоке на величину напряжения питания (так как транзистор 11 открыт напряжением на конденсаторе 15) и такое же повышение напряжения на затворе транзистора 11. Конденсатор 1 заряжается.

Величина емкости конденсатора 15 выбрана значительно большей емкости конденсатора 1, поэтому последний заряжается почти до полного потенциала затвора транзистора 11. Повышение напряжения на истоке транзистора 14 запирает era, поэ — îìó он не влияет на. разряд конденсатора 15. При этом происходит падение напряжения на транзисторе 5, равное его пороговому напряжению. B дальнейшем описанный процесс периодически повторяется.

Таким образом, благодаря наличию конденсатора 15 положительной обратной связи удается зарядить конденсатор 1 до значительно большего, чем в известном устройстве, напряжения.

Расчет с помощью ЭВМ показывает, что конденсатор 1 можно зарядить до

4 В и более при напряжении питания

5 B. Увеличение напряжение смещения подложки позволяет сделать более

còààHëüíûì пороговые напряжения транзисторов (особенно нагрузочных), сделать более эффективной компенсацию технологических раэбросов (концентрация примеси в подложке, толщина диэлектрика под затвором и т.д.).

Формула изобретения

Устройство автоматического смещения подложки, содержащее накопительный конденсатор, один вывод которого подключен к выходной шине и к стоку и затвору транзистора. заряда, исток которого подключен к обшей шине, а второй вывод — к стоку -.ðàíçèñ. тора разряда, затвор которого подключен ко входной шине, а исток — к общей шине, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения напряжения смещения, в него введен каскад с емкостной положительной обратной связью, затвор управляющего транзистора которого подключен ко входной шине, и элемент связи, подключенный между стоком транзистора разряда и затвором нагрузочного транзистора каскада с емкостной положительной обратной связью.

Источники информации, принятые. во внимание при экспертизе

1. "Электроника", 1977, Р 14, с. 5.

2. "Computer Design", 1977, 16, 9 9, р. 100 (прототип).

842753

Составитель Л. Петрова

Редактор Н. Кешеля Техред A.Càâêà Корректор Е. Рошко

Заказ 5099/58 Тираж 940 Подписное

BHHHIlH Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4