Устройство автоматического смещенияподложки

Ссноз Советскнх Соцналнстнческнх РеснубанкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕИЬСТВУ о)842753 фЪ")М. Кл 2) Заявлено 240179 (21) 2717349/ С 05 Г 1/5 присоединени 23) Приоритет заявки Йо сударстаенный комнтет ССС Р но делам нзобретеннй н открытнй(72) Авторы изобретения А.С, Свердлов Я. Попо 1) Заявитель 154) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО СМЕЩЕНИЯ ПОДЛОЖК 1 О на- не я величинат оказаться может быть снижение емко или компенсаазброса парам увеличеожки. Изобретение относится к микроэлектронике, в частности к разработкам интегральных схем на МДП-транзисторах.Известно, что для улучшения рядапараметров (уменьшение емкости диффузионных шин, стабилизация величиныпорогового напряжения и др) интегральных устройств на МДП-транзисторах необходимо обеспечить смещениепотенциала подложки относительно истоковой 1 общей) шины устройства 11.Недостаток известных устройств втом, что требуется специальный каналпитания для смещения подложки, чтоусложняет устройство.Известно устройство автоматического смещения подложки, которое включает накопительный конденсатор междуМДП-транзистором и инвертором, образованным управляющим и нагрузочнымтранзисторами и является источникомимпульсов. Во время действия импульсов конденсатор заряжается, а послепрекращения импульса он разряжаетсяна емкость подложки относительно общей шины 2),Недостатком известного устройстваявляется низкое напряжение смещения.тодложки,Максимальное напряжение смещения подложки, которое может быть достигнуто в этом устройстве, меньше напряжения питания примерно на величину двух пороговых напряжений транзистора. Это связано с тем, что при заряде конденсатора имеется падение напряжения на транзисторе, которое не меньше порогового напряжения (так как затвор транзистора подключен к его стоку)При разряде конденсатор должен перезарядить емкость затвора этого транзистора, напряжение на котором равно пороговому напряжению. Так как пороговое напряжение составляет примерно 0,7-1,0 В, то известное устройство при низковольтном питании (5 В) не может обеспечить величину напряжения смещения подложки более 2,0-2,5 В. В ряде случаев такапряжения смещения можедостаточной. Напримернеобходимо дальнейшеетей диффузионных шин,ция технологического рров транзисторов и т.дЦель изобретения30 пряжения смещения подлПоставленная цель достигается тем, что в устройство автоматического смещения подложки, содержащее накопительный конденсатор, один вывод которого подключен к выходной шине и к стоку и затвору транзистора заряда, исток кото рого подключен к общей шине,а второй вывод - к стоку транзистора разряда затвор которого подключен ко входной шине,а исток - к общей шине, введен каскад с емкостной положительной обратной связью, затвор управляющего транзистора которого подключен ко входной шине, и элемент связи, подключенный между стоком транзистора разряда и затвором нагрузочного транзистора каскада с емкостной положительной обратной связью.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства автоматического смещения подложки. 20Накопительный конденсатор 1 включен между стоком транзистора разряда 2, затвор которого подключен ко входной шине 3, и выходной шиной 4, подключенной также к стуку и затвору транзистора 5 заряда, истоки транзисторов 2 и 5 подключены к общей шине 6, к выходной шине 4 подключен последовательно диод 7 и конденсатор 8, соответствующие переходу стоковая область транзистора 5 Подложка и емкости подложки относительно общей шины 6. Каскац с емкостной положительной обратной связью 9 содержит последовательно включенные между шиной 10 питания и общей шиной б нагрузочный транзистор 11 и управляющий транзистор 12, затворы которых, соответственно, подключены к элементу 13 связи, второй вывод которого подключен к стоку транзисто ра 2 и ко входной шине 3. Между стоком и затвором транзистора 11 включен дополнительный нагрузочный транзистор 14 для заряда конденсатора 15 положительной обратной связи, включенного между затвором и истоком транзистора 11. В качестве элемента 13 связи манжет быть использован транзистор в резистивном включении.Устройство работает следующим об 50разом.При поступлении импульса на шины3 управляющий транзистор 12 открывается и конденсатор 15 заряжается до величины, близкой к напряжению питания. Одновременно с транзистором 12 открывается транзистор 2, подключая накопительный конденсатор 1 к общей шине 6, При этом конденсатор 1 разряжается по цепи диод 7 - конденсатор 8 - общая шина 6 - транзистор 2,После окончания импульса транзис. тор 12 закрывается. Это вызывает повышение напряжения на его стоке на величину напряжения питания (так как транзистор 11 открыт напряжением на конденсаторе 15) и такое же повышение напряжения на затворе транзистора 11. Конденсатор 1 заряжается, Величина емкости конденсатора 15 выбрана значительно большей емкости конденсатора 1, поэтому последний заряжается почти до полного потенциала затвора транзистора 11, Повышение напряжения на истоке транзистора 14 запирает его, поэтому он не влияет на. разряд конденсатора 15. При этом происходит падение напряжения на транзисторе 5, равное его пороговому напряжению. В дальнейшем описанный процесс периодически повторяется.Таким образом, благодаря наличию конденсатора 15 положительной обратной связи удается зарядить конденсатор 1 до значительно большего, чем в известном устройстве, напряжения, Расчет с помощью ЭВМ показывает, что конденсатор 1 можно зарядить до 4 В и более при напряжении питания 5 В. Увеличение напряжение смещения подложки позволяет сделать более стабильным пороговые напряжения транзисторов (особенно нагрузочных), сделать более эффективной компенсацию технологических раэбросов (концентрация примеси в подложке, толщина диэлектрика под затвором и т.д.),Формула изобретенияУстройство автоматического смещения подложки, содержащее накопительный конденсатор, один вывод которого подключен к выходной шине и кстоку и затвору транзистора. заряда,исток которого подключен к обшей шине, а второй вывод - к стоку транзистора разряда, затвор которого подключен ко входной шине, а исток - к общей шине, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью увеличения напряжения смещения, в него введен каскад семкостной положительной обратнойсвязью, затвор управляющего транзистора которого подключен ко входнойшине, и элемент связи, подключенныймежду стоком транзистора разряда изатвором нагрузочного транзистора каскада с емкостной положительной обратной связью.Источники информации,принятые. во внимание при экспертизе1. "Электроника", 1977, Р 14,с. 5.2. Сощрисег Оея 9 г:", 3977, 16,М 9, р, 100 (прототип).Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Филиал аэ 5099/58 Тираж 94 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035 у Москва, Ж-ЗПодписного комитета СССРй и открытийРаушская наб., д. 4/