一种夹层电阻结构及其应用

1 引言

在集成电路的线路设计中，特别是模拟电路的设计中，不可避免地都会需要用到电阻。对于低阻值的应用，一般可以用铝线电阻、多晶电阻、N+电阻或者P+电阻等实现。对于更大一点的电阻，则可以用N阱电阻、P阱电阻或者高阻多晶等实现。对于更高阻值要求，或者阻值要求高但是占用面积要小且精度要求不高，这时候可以用倒比的MOS管或者夹层电阻来实现。顾名思义，夹层电阻就是被其他层次夹在中间的电阻，夹层电阻的方块阻值一般在5~50 kΩ，随着电压的提高，还可以到100 kΩ或更高。

2 夹层电阻结构及原理特性分析

2.1 夹层电阻的结构

在集成电路工艺中，实现夹层电阻有很多种方法。本文研究的夹层电阻就是其中的一种，它不需要通过额外增加光刻MASK层就能实现。图1为该夹层电阻的平面示意图。

图1中，夹层电阻区为低浓度的P型注入区，它主要利用工艺中的现有层次实现，比如Pbase层或者Pbody层。该P型夹层电阻区被N+和N阱完全包围，因此该结构就是一个被N+和N阱两个层次夹在中间的P型夹层电阻。

2.2 夹层电阻的特性

夹层电阻的优势是阻值很高，缺点是对电压比较敏感。对该夹层电阻进行I-V扫描，起始电压为0 V,步进为0.5 V,结果发现如下特性：当电阻两端电压从0开始增加时，夹层电阻的阻值迅速上升，但是到电压超过4 V左右后，电阻阻值虽然还是继续增加，但是此时呈现出线性上升的特性，即电阻跟随电压呈比例地上升，当电压到14~15 V左右时，电阻开始急剧减小，呈现出击穿效应。把上述电阻测试时的I-V数值进行曲线拟合，得到图2.

图2中，拐点Vp约为4 V,拐点Vb约为14~15 V.

2.3 夹层电阻的原理分析

观察该曲线，发现它很像MOS管的输出特性曲线。进一步分析其纵向结构发现，该夹层电阻实际上可以理解成一个P沟道的JFET管(结型场效应管)，它的纵向剖面示意图如图3所示。

图3中，JFET管的沟道区为低浓度的P型注入区，P型沟道被N+和N阱上下夹住，因此可以把N+和N阱看成JFET管的栅极(Gate)，把两个SP注入区一个看成JFET管的源端(Source)，另一个看成JFET管的漏端(Drain)。

因此在图2中，拐点Vp就是该P沟道JFET管的夹断电压，当-Vds电压超过Vp后，JFET管产生夹断，源漏电流开始趋于稳定。拐点Vb为该P沟道JFET管的击穿电压，当塑封电感-Vds电压大于Vb后，JFET管产生击穿，Ids增大。

在前面的夹层电阻测试时，实际上是把PJFET管的栅端(Gate)和源端(Source)短接，形成了图4所示的连接结构。

由图4可知，只要把该JFET管的栅源短接且都接到输入工作电压Vin上，则当塑封电感电压在Vp和Vb之间变化时(即Vp

一般来说，Vp在3~4 V左右，而V平面电感器b可以在10~15 V左右甚至更高，当然，由于不同工艺间的差异，Vp和Vb的大小会有所不同。

上述单器件电流源能满足输入电压在4~15 V左右之间变化时，输出恒定电流。为了获得更宽的电压范围，需要对上述电路进行改进，如图5.

如图5所示，通过把两个相同大小的JFET管串联，可以适应更大的电压变化范围，此时，可以让Vin在2Vp和2Vb之间变化时(即2Vp

根据上述原理进行类推，当串联JFET管的个数为N(N为自然数)时(见图6)，它允许的工作电压范围就是N×Vp~N×Vb,而且当N×Vp

3 振荡器的设计

3.1 振荡器的原理

利用该夹层电阻的特性，下面开始设计一款振荡器。该振荡器的设计要求为：工作电压范围为3~25 V,振荡器功耗越低越好，最好在微安级，且希望当电压在9~25 V之间变化时，振荡器的输出频率是恒定的。

在该振荡器中，由该夹层电阻(等效为P沟道JFET管)来提供恒流源，用于芯片内部振荡器的电容充放电电流。由于振荡器的振荡频率主要取决于电容充放电的电流大小，因此一旦电流恒定，则振荡频率就不变。电路要求的电压最高为25 V,根据前面的分析，单个器件的耐压会不够，因此采用双器件串联结构，理论耐压应该可以接近30 V.电路设计如图7.

单相正弦波变频稳压电源设计与制作(1)输出电压波形应尽量接近正弦波，用示波器观察无明显失真;(2)输出频率范围为20～100Hz，电压有效值为10～18V的正弦交流电;(3)当输入电压为198～242V，负载电流有效值为0.5～1A

如何用uc3843 達到12v 升壓至 48v用uc3843 可以將12v 升壓至 48v 400mA 輸出有電路圖可以参考嗎??謝謝这个是用3843做的18V升压55V,电压不一样,电路应该一样能把电路图给我也看看里面的第4贴

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