高速低压低功耗BiCMOS逻辑电路及工艺技术

介绍了几种高开关速度、低电源电压等级，低功耗的BiCMOS逻辑门电路，并分析了它们的工作原理及其工艺技术情况。结果表明，这些电路的电源电压可达到2．0V以下，而且信号传输延迟较小，有的还实现了全摆幅输出，因而它们可用于便携式电子设备和其它VLSI和ULSI新品等场合。     

一种高速低耗全摆幅BiCMOS集成施密特触发器

通过分析国外流行的一种 Bi CMOS集成施密特触发门 ,提出了一种高速、低功耗、全摆幅输出的Bi CMOS施密特触发器。该器件中单、双极型电路优势互补 ,电源电压为 1 .5 V,实现了优于同类产品的全摆幅输出 ,且其开关速度高于同类 CMOS产品的 1 3倍以上 ,因此特别适用于高速数字通信系统中     

一种BiCMOS高速、低压、低功耗全摆幅单元电路技术

提出了一种具有高速全摆幅输出的BiCMOS缓冲器逻辑单元.该单元可以工作于1.5V,并且易于实现多输入扩展.     

一种交叉耦合低功耗传输门绝热逻辑电路

提出了一种新的能量恢复型电路—— Transmission Gate Adiabatic Logic(TGAL)。该电路由交叉耦合的 CMOS传输门完成逻辑运算与能量恢复 ,对负载的驱动为全绝热过程。TGAL电路输出端始终处于箝位状态 ,在整个输出期不存在悬空现象并具有良好的信号传输效果。分析了 TGAL反相器的能耗 ,并与静态 CMOS电路及部分文献中绝热电路进行了比较。使用 TGAL构成门电路与时序系统的实例被演示。应用 MOSIS的0 .2 5 μm CMOS工艺参数的模拟结果表明 ,与传统 CMOS和 2 N-2 N2 P绝热电路相比 ,TGAL电路在 1 0 0 MHz工作频率时分别节省 80 %与 60 %以上的功耗。     

用于通信ASIC的高速BiCMOS逻辑电路

提出了几种通信用BiCMOS逻辑门电路的实现方案。这些逻辑门均可在低电源电压(2.0~3.0 V)下,采用BiCMOS工艺和深亚微米技术精心设计及制作,并经过比较对其作出评价。分析和实验结果表明,所设计的电路不但具有确定的逻辑功能,而且具备高速、低耗、低电源电压和全摆幅的特性,因而完全适用于高速数字通信系统中。     

高速BiCMOS工艺研究

研究开发了一种准２μｍ高速ＢｉＣＭＯＳ工艺，采用自对准双埋双阱及外延结构．外延层厚度为２．０～２．５μｍ，器件间采用多晶硅缓冲层局部氧化（简称ＰＢＬＯＣＯＳ）隔离，双极器件采用多晶硅发射极（简称ＰＳＥ）晶体管．利用此工艺已试制出ＢｉＣＭＯＳ２５级环振电路，在负载电容ＣＬ＝０．８ｐＦ条件下，平均门延迟时间ｔｐｄ＝０．８４ｎｓ，功耗为０．３５ｍＷ／门，驱动能力为０．６２ｎｓ／ｐＦ．明显优于ＣＭＯＳ门．     

高速BiCMOS工艺研究

研究开发一种准２μｍ高速ＢｉＣＭＯＳ工艺，该工艺采用乍对准双埋双阱及外延结构。外延层厚度２．０－２．５μｍ，器件间采用多晶硅缓冲层局部氧化隔离，双极器件采用多晶硅发射极晶体管。利用此工艺试制出ＢｉＣＭＯＳ２５级环振，在负载电容ＣＬ＝０．８ｐＦ条件下，平均门延迟时间ｔｑｄ＝０．８４ｎｓ，功耗为０．３５ｍＷ／门，驱动能力 ０．６２ｎｓ／ｐＦ，明显ＣＭＯＳ门。     

高速BiCMOS外延工艺研究

外延工艺作为BiCMOS的关键工艺,影响着双极和CMOS器件的多项性能参数。文章对高速BiCMOS器件进行外延工艺研究,设计出了合理的外延层参数,并针对该参数进行了外延工艺的研发。高频器件需要超薄的外延层,控制较窄的过渡区是其关键,文章研究了几个主要外延工艺参数对过渡区的影响,并提出了一种通过减压、低温、本征外延得到窄过渡区的工艺方法。试制结果表明自掺杂效应得到明显抑制,1.5μm外延层下过渡区宽度小于0.25μm,外延层质量良好,测试结果表明该工艺能够满足高速BiCMOS器件的需要。     

BiCMOS技术在通信领域的研究与进展

为了促进我国通信用高性能电子电路和各种通信ASIC新产品的设计、研制和应用,本文首先论述了性能卓越的BiCMOS技术的先进性,然后讨论了国外流行的两种BiCMOS工艺制作技术及其特殊考虑,以及在通信工程中的应用电路,最后分析了BiCMOS技术在我国高速通信、信息处理电路和系统(如CPU、SRAM、DSP、SOC和数/模混合电路等)中的应用前景和发展趋势。文中提出了运用先进的BiCMOS技术于中国通信电路和系统中的观点。     

超高速高精度模拟电路SOI上的5V互补SiGe BiCMOS技术

技术概览 第二三代完全电介质绝缘的互补SiGe BiCMOS工艺(BiCom 3)是针对超高速高精度模拟集成电路而设计的。上述器件的工作电压为5V,可在广泛的温度范围内工作,其fT的范围为15～20GHz,fmax的值在40～50GHz的范围,最小化了集电极到基板的寄生现象。fT的值反应出其性能比前一代互补技术提高了近三倍。     

一种基于SiGe BiCMOS的高速采样/保持电路

设计了一种基于BiCMOS工艺的高速采样/保持电路,该工艺提供了180 nm的CMOS和75 GHz fT的SiGe HBT.差分交换式射极跟随器和低下垂输出缓冲器的结合,使电路具有更好的性能.在Cadence Spectre环境下进行仿真,当输入信号为968.75 MHz、Vpp为1 V的正弦波,采样速率为2 GSPS时,该采样/保持电路的SFDR达到62.2 dB,THD达到-59.5 dB,分辨率达到9位;在3.3 V电源电压下,电路功耗为20 mW.     

三种改进结构型BiCMOS逻辑单元的研究

为满足低压、高速、低耗数字系统的应用需求 ,通过采用改进电路结构和优化器件参数的方法 ,设计了三种改进结构型BiCMOS逻辑单元电路。实验结果表明 ,所设计电路不但具有确定的逻辑功能 ,而且获得了高速、低压、低耗和接近于全摆幅的特性 ,它们的工作速度比高速CMOS和原有的互补对称BiCMOS(CBiCMOS)电路快约一倍 ,功耗在 6 0MHz频率下仅高出 1 4 9～ 1 71mW ,但延迟 功耗积却比原CBiCMOS电路平均降低了4 0 3%。     

BiCMOS多功能闪光集成电路

本文介绍了一种用于装饰、灯光控制、广告制作等方面的多功能闪光集成电路,简述了电路的基本特点以及电路的结构,版图设计思想和工艺制作。电路使用3～5V电源,满负载输出电流可达15mA。     

Logic circuit design using monostable-bistable transition logic element based on standard BiCMOS process

We present a monostable-bistable transition logic element (MOBILE) based on the negative-differential-resistance (NDR) circuit. In particular, this circuit can be completely implemented using the standard BiCMOS process. A traditional MOBILE using two resonant tunneling diodes (RTD) connected in series is a functional logic circuit. The fabrication of RTD is utilized in the complicated molecular-beam-epitaxy (MBE) system. However, we present a MOBILE circuit that is completely made of standard Si-based metal-oxide-semiconductor field effect transistors and SiGe-based heterojunction bipolar transistors. By suitably determining the control voltages and input conditions, we can obtain the operation of the inverter, AND and OR logic gates. We also demonstrate the latch characteristic of this MOBILE circuit. This logic circuit is fabricated using the standard 0.35 μm BiCMOS process without the need for the MBE system.     

基于BiCMOS技术的高速数字/模拟转换器

基于BiCMOS技术，进行了高速数字/模拟转换器研究. 以并行输入类型，电流工作模式的16位D/A转换器为载体，进行了电路设计、工艺制作和测试. 在±5.0V工作电压下，测试得到转换速率≥30MSPS，建立时间为50ns，增益误差为±8% FSR，积分非线性误差为1/2 LSB，功耗为500mW.     

一种低压低功耗Flash BiCMOS SRAM的设计

设计了一种静态随机读写存储器(SRAM)的BiCMOS存储单元及其外围电路。HSpice仿真结果表明，所设计的SRAM电路的电源电压可低于3V以下，它既保留了CMOS SRAM低功耗、高集成度的特征，又获得了双极型电路快速、大电流驱动能力的长处，因而特别适用于高速缓冲静态存储器和便携式数字电子设备的存储系统中。     

两种低压高速BiCMOS开关电流存储器

为了提高数字通信电路的速度,设计了两种BiCMOS开关电流存储器.设计过程中在电路的关键部位配置有限的双极型晶体管(BJT),但在电路的主体部分则设置MOS器件.推导出了存储电路的传输延迟时间估算式,优选了元器件参数,并采取了提速措施.进行了仿真试验和硬件电路实验.结果表明,所设计的两种开关电流存储器在低电源电压(VDD)为2.6～4.0V时,综合性能指标--时延-功耗积DP比CMOS存储电路AD585平均降低了约18.8pJ,特别适用于低压高速数字通信系统.     

一种BiCMOS过热保护电路

提出了一种集成于电源管理芯片内部的过热保护电路。采用0．6μm BiCMOS工艺参数，对电路进行模拟仿真，并与先前提出的过热保护电路进行比较。结果表明，该电路具有关断和开启阈值点的准确性强、对温度灵敏度高、超低静态电流和低功耗等特点。