Принцип работы схемы

Пусть на один или два входа подан U0 – низкий потенциал, тогда соответственно эмиттер МЭТ (Т1) открыт, коллектор МЭТ открыт, потенциал базы транзистора Т2 низкий => Т2 – закрыт (в отсечке); ток эмиттера Т2 – близкий к нулю, потенциал базы Т4 низкий => Т4 – закрыт (в отсечке); потенциал коллектора Т2 (закрытого) – высокий, это потенциал базы Т3, он настолько большой, что открытый эмиттерный переход транзистора Т3 и диод Д, а так как Т4 закрыт, что на выходе высокий потенциал (близкий к Е) – U1.

Пусть на все входы подано высокое напряжение U1 (близкое к Е), тогда все эмиттерные переходы МЭТа Т1 закрыты, коллекторный переход открыт и ток через него течет в базу транзистора Т2, Т2 – в режиме насыщения Т4 – также в режиме насыщения: UK1 – UK2 = UD_ОТКР + UКЭ_НАС - UКЭ_НАС < 2UD_ОТКР, следовательно, эмиттерный переход Т3 и диод D отрыться не могут, значит они в отсечке.

Uвых1	Uвх2	Uвх3	Uвых
0	0	0	1
0	0	1	1
0	1	0	1
0	1	1	1
1	0	0	1
1	0	1	1
1	1	0	1
1	1	1	0

Для повышения помехоустойчивости схемы включают диод в базовую цепь транзистора Т4. Однако быстродействие схемы снижается, так как при выключении схемы диод запирается и препятствует вытеканию рассасывающего тока из базы насыщенного транзистора Т4. Для ускорения рассасывания избыточного заряда в транзисторе Т4 в схему включается резистор R4, который обеспечивает вытекание из базы Т4 тока. СопротивлениеR4 нельзя выбирать малым, так как при этом снижается нагрузочная способность схемы. Поэтому время рассасывания больше, чем в схеме без диода. Увеличивается также время отпирания, так как схема имеет более высокий порог переключения и повышенное значение паразитной емкости Сп. Таким образом, быстродействие этой схемы оказывается существенно меньше, чем схемы без диода.

Технология изготовления

Выращенный специальными методами кремниевый кристалл цилиндрической формы разрезается на круглые кремниевые пластины, диаметром 8-12 см. На ее поверхности, в местах, где будут располагаться активные элементы с помощью диффузии создается высоколегированные n+ -области, которые служат для сильного уменьшения сопротивления приборов. В последствии – эти области будут находиться под приборами. После этого поверх них эпитаксиально выращивается рабочий слой слабогоn-типа толщиной в несколько микрометров. На нем выращивается слой оксида для защиты от загрязнения. Именно вn-слое изготавливаются все элементы микросхемы. Если требуетсяp-область, то используется фотолитография и травление для снятия в этих местах слоя оксида затем диффузия для создания области. После этого восстанавливается защитный слой оксида.

Для того, чтобы приборы не обменивались паразитными сигналами через подложку, необходимо электрически изолировать. Для этого используется «карман» - переход p-n-типа

Эпитаксиальное осаждение n-слоя, окисление.

Далее – фотолитография.

На поверхность пластины наносится пленка защитной маски, не пропускающей кислоту. Затем эта пленка экспонируется через фотошаблоны, неэкспонированные участки – удаляются. Рисунок, создаваемый пленкой, защищает от травления заданные участки окисла под пленкой

Фотолитография под p-слой, ионная имплантация p-слоя, окисление, разгонкаp-слоя.

При травлении пластина обрабатывается кислотой, которая уничтожает экспонированные участки маски и верхний слой, после чего – с пластины смываются остатки кислоты и маски – остаются окна в поверхностном слое.

Затем пластина нагревается и помещается в газ примеси нужного типа. Атомы примеси проникают в рабочий слой только через окна в слое оксида и распространяются на определенное расстояние – xjпо всем направлениям, образуя соответствующую область (p/n). После чего пластина покрывается слоем защитного оксида.

Если к внутренним областям нужны контакты, то используется фотолитография и травление для вскрытия слоя оксида в местах будущих контактов. В этих местах создается сильнолегированная область того же типа проводимости. Затем выполняется металлизация.

Фотолитография по металлу.

p