ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ (МЭС)

Рассматриваются базовые схемотехнические решения операционных усилителей (ОУ), ориентированные на изготовление на одном GaAs кристалле полевых транзисторов (field effect transistor, FET) со встроенным каналом n-типа и p-n-p транзисторов. Предлагается перспективная архитектура трехкаскадного ОУ на основе pHEMT (pseudo morphic high electron mobility transistor) и p-n-p HBT (hetero junction bipolar transistor), в которой реализуются малые значения систематической составляющей напряжения смещения нуля, обусловленной влиянием токов базы p-n-p транзисторов и его температурными и радиационными изменениями. Исследуется три варианта построения входных каскадов, в которых предусмотрено увеличение на 1-2 порядка крутизны усиления при работе pHEMT в микроамперных диапазонах токов (10-100 мкА).

Выполнен анализ современного состояния разработок интегральных микросхем (ИМС) для жестких условий эксплуатации, на основании которого предложено использование арсенид-галлиевой технологии HBT-HEMT. Представлены результаты приборно-технологического (TCAD) моделирования электрических характеристик гетеропереходного биполярного транзистора со структурой pnp-типа на основе GaAs. Определены следующие основные параметры: напряжение Эрли Va, коэффициент усиления базового тока в схеме с общим эмиттером BETA, напряжение пробоя промежутка коллекторэмиттер VK3BR, граничная частота /гр. Исследовано влияние на указанные параметры атомарного состава x соединения AlGaAs, ширины активной базы WE и даны рекомендации по выбору их оптимальных значений. Приведена оценка изменения параметров приборной структуры pnp-HBT при вариации температуры.