高温CMOS集成电路原理与实现PDF电子书下载

第0章 绪论 1

0.1 高温CMOS集成电路的研究意义与发展 1

0.2 本书内容简介 3

第1章 MOS晶体管的基本原理 5

1.1 MOSFET的基本原理 5

1.1.1 MOSFET的结构与导电原理 5

1.1.2 MOSFET的类型与CMOS工艺简介 7

1.1.3 MOSFET的伏安特性 10

1.2.1 理想硅表面物理 13

1.2 MOSFET的阈值电压和伏安特性方程 13

1.2.2 MOSFET的阈值电压 16

1.2.3 载流子的漂移运动 18

1.2.4 漏源电流公式 19

1.3 MOSFET的大信号模型与小信号模型 22

1.3.1 MOSFET的大信号等效电路 22

1.3.2 MOSFET的小信号等效电路 24

1.4 短沟道MOSFET的特性 26

1.4.1 短沟道MOSFET的阈值电压 26

1.4.2 短沟道MOSFET的漏源电流 28

2.1.1 MOSFET的阈值电压温度系数 29

第2章 高温MOS晶体管的电学特性 29

2.1 本征MOSFET的高温特性 29

2.1.2 MOSFET的迁移率 32

2.1.3 MOSFET的沟长调制效应 32

2.1.4 按比例缩小的温度效应 35

2.1.5 本征MOSFET的高温伏安特性 37

2.2 高温MOSFET的等效电路 39

2.2.1 高温MOSFET的直流等效电路和大信号等效电路 39

2.2.2 高温MOSFET的小信号等效电路 42

2.2.3 高温MOSFET小信号电路的寄生电容及泄漏电导 46

2.2.4 高温MOSFET的电压放大能力及截止频率 53

2.3 高温MOSFET的二级效应 55

2.3.1 高温MOSFET亚阈值区域的特性 55

2.3.2 短沟道MOSFET的阈值电压温度系数 57

第3章 高温CMOS集成电路设计 59

3.1 高温CMOS反相器的直流传输特性 59

3.1.1 高温CMOS反相器的大信号等效电路 59

3.1.2 本征CMOS反相器的高温直流传输特性 61

3.1.3 高温CMOS反相器直流传输特性I：ARpJRp＞ARnJRn 65

3.1.4 高温CMOS反相器直流传输特性Ⅱ：ARpJRp＜ARnJRn 69

3.1.5 高温CMOS反相器直流噪声容限 70

3.2 高温CMOS反相器的瞬态特性 72

3.2.1 高温CMOS反相器的瞬态特性等效电路 72

3.2.2 高温CMOS反相器的开关时间 74

3.2.3 高温CMOS反相器的开关特性分析 76

3.2.4 高温CMOS反相器的传输延迟时间 78

3.3 高温CMOS门电路及高温极限 79

3.3.1 高温CMOS门电路的设计 79

3.3.2 高温CMOS电路的自锁效应 81

3.3.3 高温CMOS电路的实现 85

3.4 高温CMOS模拟集成电路直流偏置与设计规则 87

3.4.1 零温度系数偏置点存在的必要条件 87

3.4.2 ZTC点栅偏置电压方程 89

3.4.3 偏置在ZTC点MOSFET的小信号参数 92

3.4.4 高温MOS模拟集成电路的设计规则 93

3.5 高温CMOS模拟集成电路设计 95

3.5.1 偏置电压的产生 95

3.5.2 差分输入级设计 98

3.5.3 高温CMOS单级放大器特性 102

3.5.4 高温CMOS电路输出级特性 105

3.6 高温CMOS运算放大器的频率补偿 107

3.6.1 高温CMOS运算放大器的频率特性 107

3.6.2 高温CMOS运算放大器的频率补偿 111

3.6.3 高温CMOS运算放大器的设计与可靠性 113

第4章 高温功率MOS和SOI MOS器件与集成电路 114

4.1 横向双扩散MOS的高温特性 114

4.1.1 LDMOS的高温等效电路 114

4.1.2 LDMOS的E管温度特性 115

4.1.3 高压LDMOS的高温特性 117

4.1.4 高温LDMOS的导通电阻与最大输出功率 120

4.2 SOI CMOS电路器件 122

4.2.1 SOI CMOS器件与电路简述 122

4.2.2 高温SIMOX MOST的本征参数 124

4.2.3 泄漏电流及亚阈值电流 127

4.3 高温、高压、大功率半导体材料及器件 129

4.3.1 高温、耐高压、大功率半导体材料和器件的电导率与优值指数 129

4.3.2 高温、大功率器件的泄漏电流及影响 133

4.3.3 高温、大功率器件的优值指数 139

参考文献 142