Диффузионные конденсаторы

В качестве конденсаторов интегральных микросхем часто используют барьерную емкость р-п-перехода, смещенного в обратном направлении. Такой пассивный элемент интегральной микросхемы удобно формировать одновременно с формированием транзисторных структур или использовать непосредственно р-п-пере-ходы транзисторных структур (рис. 13). Барьерная емкость р-п-перехода может быть использована как для создания конденсатора постоянной емкости, так и для конденсатора переменной емкости, которой можно управлять путем изменения постоянного смещения на переходе.

Рис. 13. Структура диффузионного конденсатора с использованием барьерной емкости коллекторного перехода транзисторной структуры.

Диапазон номинальных значений емкости диффузионных конденсаторов, которые могут быть сформированы на отведенных для них площадях монокристалла полупроводника, определяется концентрацией примесей в прилегающих к переходу областях.

Добротность - величина, обратная тангенсу угла диэлектрических потерь диффузионных конденсаторов, обычно значительно ниже добротности дискретных конденсаторов с диэлектрической изоляцией. Однако стоимость формирования диффузионных конденсаторов мала, так как они создаются в едином технологическом процессе с другими элементами интегральной микросхемы. Поэтому диффузионные конденсаторы широко используют в интегральных микросхемах, когда можно мириться с низкой добротностью.

Диффузионный конденсатор, как и другие элементы интегральной микросхемы, должен быть изолирован от остальных элементов и от подложки интегральной микросхемы. Часто эта изоляция осуществляется р-п-переходом. Поэтому при формировании диффузионного конденсатора одновременно образуется и структура паразитного транзистора, эмиттером которого является одна из областей (обкладок) диффузионного конденсатора, базой - другая область (обкладка), коллектором – подложка (рис. 7.13).

В связи с зависимостью барьерной емкости от напряжения смещения на р-п-переходе диффузионные конденсаторы могут быть использованы для усиления электромагнитных колебаний, т. е. могут быть активными элементами интегральных микросхем.