金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體的混合共源共基電路的製作方法

2023-09-22 03:04:30

專利名稱：金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體的混合共源共基電路的製作方法
技術領域：
本發明屬於模擬集成電路，尤其涉及一種混合金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體共源共基電路。
背景技術：
隨著半導體技術的不斷發展，單一的金屬氧化物場效應管技術已無法適應日益複雜的集成系統在驅動能力和速度等方面的需求。此在需要超高速和大電流驅動性能的場合，雙極性電晶體仍是一種處於優勢的技術方案，但存在著晶片的功耗和面積居高不下的缺點。因此，無論是金屬氧化物場效應管器件還是雙極型器件，都不具備完全覆蓋延遲一功率空間所要求達到的適應性。因此BiCMOS(雙極互補金屬氧化物半導體)兼容技術便應運而生，成為最佳的解決方案。金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體的混合共源共基電路可以在雙極互補金屬氧化物半導體工藝兼容技術上產生，又因為其獨特的高速性能，適用於當今光纖通信數據傳輸的要求，而且可以減小功耗。金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體的混合共源共基電路可以充分發揮雙極互補金屬氧化物半導體兼容技術上金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體的獨自優勢。

發明內容
1.技術問題
本發明提出的金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體的混合共源共基電路，能夠較大程度的減小信號的上升沿和下降沿時間，在速度一定的情況下，可以節省功耗。在某些情況下，使用特徵尺寸較大的，或者說是成本較低的工藝也能達到更高級工藝的電路效果。2.技術方案
一種涉及模擬集成電路的包含金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體的混合共源共基電路結構。包括2對電晶體，第一對電晶體是金屬氧化物場效應管，其柵極作為信號的輸入端，源極相連後接偏置電流源的上端。信號從其漏極輸入到第二對電晶體，也就是雙極性電晶體的發射極上，雙極性電晶體的基極接一固定偏置電壓，使其始終工作在放大狀態。輸出信號接雙極性電晶體的集電極，同時輸出端也與兩個電阻負載相連，電阻負載另外一端連電源電壓。首先共源共基電路將輸入電壓信號轉換為電流信號，然後流過兩個電阻負載變為電壓信號輸出。3.有益效果
本發明提出的混合金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體共源共基電路電路結構，可以最大限度的利用半導體工藝的製造極限，將電路的工作速度達到最大。將金屬氧化物場效應管作為輸入信號端，可以通過版圖設計，最大限度的減小其柵極電阻，而柵極電容可以保持不變。而用雙極性電晶體作為共基管可以利用其大的電流跨導效率，進而從其發射極看進去的阻抗很小，因此可以降低金屬氧化物場效應管引起的米勒效應，進一步提高速度。這樣，即便是在使用特徵尺寸較大的，或者說是成本較低的工藝也能達到更高級工藝的電路效果，在很大程度上節約了晶片代工的成本。本發明已通過晶片加工，測試驗證，效果良好。


圖1:本發明的混合金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體共源共基電路 圖2:本發明共源共基電路結構的實際應用；
具體實施例方式一種涉及模擬集成電路的包含金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體的混合共源共基電路結構。包括兩對電晶體，一對金屬氧化物場效應管和一對雙極性電晶體。第一對電晶體(Ml和M2)是金屬氧化物場效應管，第一對電晶體(Ml和M2)柵極作為信號的輸入端Input，第一對電晶體(Ml和M2)源極相連後接偏置電流源Itail的上端。信號從第一對電晶體(Ml和M2)漏極輸入到第二對電晶體(Ql和Q2)，也就是雙極性電晶體(Ql和Q2)的發射極上，第二對電晶體(Ql和Q2)的基極接一固定偏置電壓Vb，使第二對電晶體(Ql和Q2)始終工作在放大狀態。輸出信號接第二對電晶體(Ql和Q2)雙極性電晶體的集電極，同時輸出端Output也與兩個電阻負載(Rl和R2)相連，電阻負載(Rl和R2)另外一端連電源電壓VDD。基於半導體工藝製造的限制，此電路結構試用於同時具有金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體的BiCMOS工藝。
權利要求
1.一種涉及模擬集成電路的包含金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體的混合共源共基電路結構。
2.包括兩對電晶體,一對金屬氧化物場效應管和一對雙極性電晶體。
3.第一對電晶體(Ml和M2)是金屬氧化物場效應管，第一對電晶體(Ml和M2)柵極作為信號的輸入端Input，第一對電晶體(Ml和M2)源極相連後接偏置電流源Itail的上端。
4.信號從第一對電晶體(Ml和M2)漏極輸入到第二對電晶體(Ql和Q2)，也就是雙極性電晶體(Ql和Q2)的發射極上，第二對電晶體(Ql和Q2)的基極接一固定偏置電壓Vb,使第二對電晶體(Ql和Q2)始終工作在放大狀態。
5.輸出信號接第二對電晶體(Ql和Q2)雙極性電晶體的集電極，同時輸出端Output也與兩個電阻負載(Rl和R2)相連，電阻負載(Rl和R2)另外一端連電源電壓VDD。
全文摘要
一種涉及模擬集成電路的包含金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體的混合共源共基電路結構。包括2對電晶體，第一對電晶體是金屬氧化物場效應管，其柵極作為信號的輸入端，源極相連後接偏置電流源的上端。信號從其漏極輸入到第二對電晶體，也就是雙極性電晶體的發射極上，雙極性電晶體的基極接一固定偏置電壓，使其始終工作在放大狀態。輸出信號接雙極性電晶體的集電極，同時輸出端也與兩個電阻負載相連，電阻負載另外一端連電源電壓。首先共源共基電路將輸入電壓信號轉換為電流信號，然後流過兩個電阻負載變為電壓信號輸出。本發明的電路充分利用金屬氧化物場效應管和雙極性電晶體各自的優缺點，最好的發揮他們的性能，可以在不增加功耗的情況下，使輸出波形的邊沿特性達到很好的效果，相應的達到了更好的輸出眼圖。
文檔編號H03K19/094GK103199851SQ20131008682
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月19日 優先權日2013年3月19日
發明者李奚鵬 申請人:蘇州朗寬電子技術有限公司