Para diseñar un circuito de referencia de banda prohibida, ¿por qué normalmente usamos el diodo emisor base de un BJT en lugar de una simple unión PN (por ejemplo, Pdiff dentro de un nwell)?

Answer 1

Supongo que la pregunta se refiere al diseño del circuito integrado CMOS dado (por ejemplo, Pdiff dentro de un Nwell) como ejemplo.

La razón principal para no usar cualquier diodo tiene que ver con cómo el diodo está aislado en la tecnología. CMOS es susceptible al bloqueo, un problema común causado por el diseño físico (diseño) o el mal uso de los productos. Usando el ejemplo de Pdiff dentro de un Nwewll, se puede ver en el dibujo de la sección transversal a continuación que Pdiff y Nwell forman un diodo aislado. Sin embargo, también forma una PNP parasitaria al sustrato. Combinado con Pwell adyacente y un Ndiff dentro de Pwell conectado a tierra (dispositivo de canal N típico), tiene un dispositivo SCR básico PNPN de 4 capas. Como en el dibujo, Pwell y Psubstrate se conectan a tierra; sin embargo, esta conexión es muy resistiva debido a la alta resistividad en estas regiones. Muy poca corriente en el sustrato puede encender el NPN. Una vez que se enciende el NPN, puede activarse otro parásito que forma más dispositivos PNPN. Es el comienzo de un cierre masivo. Esta es la razón por la cual las personas usan diodos con Nwell (pero no usan Nwell como el cátodo) con Nwell conectado a VCC.

Answer 2

Pdiff dentro de un nwell ES un BJT. Es un BJT vertical. PDiff es el emisor PNP, nwell es la base PNP y el sustrato de la oblea (tipo P) es el colector. La beta puede no ser muy alta, pero sigue siendo un BJT. Es la razón por la que los diseñadores tienen que preocuparse por el bloqueo. Los BJT están en todas partes en un proceso de CI. Estudie el latchup de CMOS para ver todas las formas en que los BJT se muestran en un proceso de IC.

Answer 3

En un circuito de circuito integrado que utiliza un proceso de pozo doble, el sustrato p está conectado al potencial más bajo en el circuito (gnd). Pero para el diodo, necesitamos que el ánodo (p) esté conectado a la fuente de corriente y que el cátodo (n) esté conectado a tierra. Por lo tanto, se utiliza un BJT. Encontré este video muy útil para entender esto:

Answer 4

Desea que las partes sigan bien la temperatura, y la forma más fácil es usar partes que sean lo más similares posible. Podría ajustar las máscaras y los procesos para hacer que un diodo coincida con un BJT, pero ¿por qué no usar un BJT en su lugar y evitar muchos experimentos? A su jefe no le gustaría que calcule que necesita de 5 a 10 pases de prototipos de obleas para que el diodo funcione correctamente. Es mejor “desperdiciar” un BJT que pagar todos esos pases adicionales y las semanas o meses adicionales que tomarían.

Answer 5

Es mucho más barato crear diodos a partir de un BJT para procesos de fabricación que fabricar una unión pn aislada. Es poco probable que intente hacer una banda prohibida con componentes discretos, por razones coincidentes.

Answer 6

Esto se debe principalmente a que ni siquiera obtienes dispositivos BJT en tecnologías CMOS puras. Usted hace uso del parásito BJT que existe en MOSFET para construir el bandgap.