Podręcznik

3.9. Elementy i sprzężenia pasożytnicze

Działanie układu scalonego i jego parametry zależą nie tylko od właściwości elementów czynnych i biernych, z jakich zbudował układ jego projektant, ale także od nieuchronnie występujących w układzie efektów zwanych pasożytniczymi. Każdy obszar półprzewodnikowy i przewodzący ma pewną rezystancję, na której powstaje w przypadku przepływu prądu spadek napięcia. Pomiędzy obszarami przewodzącymi rozdzielonymi dielektrykiem występują pojemności, które wprowadzają sprzężenia dla sygnałów zmiennych między węzłami elektrycznymi układu. Tego rodzaju oddziaływania uwzględnia się mówiąc, że w układzie scalonym występują elementy pasożytnicze - rezystory, kondensatory - i w miarę możliwości uwzględniając je w schematach układów. Oprócz biernych elementów pasożytniczych występują też elementy czynne. Zobaczymy je, gdy będziemy dokładniej omawiać struktury układów scalonych wykonanych w różnych wersjach technologicznych.

Dobrze zaprojektowane układy cyfrowe są stosunkowo mało wrażliwe na obecność elementów pasożytniczych. Wyjątkiem są rezystancje i pojemności długich połączeń, które mogą znacznie ograniczyć szybkość działania dużego układu cyfrowego. Zagadnienie to będzie omawiane dalej. Układy analogowe są znacznie bardziej wrażliwe na efekty pasożytnicze.

Wpływ takich elementów pasożytniczych, jak na przykład rezystancja ścieżki lub jej pojemność do podłoża lub do innej ścieżki, jest stosunkowo łatwy do uwzględnienia przez wprowadzenie tego elementu do schematu układu i wykonanie odpowiednich obliczeń lub symulacji. Istnieją jednak także takie oddziaływania pasożytnicze, których uwzględnienie jest znacznie trudniejsze. Należą do tej grupy sprzężenia przez podłoże - specyficzny mechanizm zakłócający działanie układów scalonych, który wynika stąd, że podłoże jest wspólne dla wielu elementów i jest obszarem przewodzącym o dość znacznej rezystywności. Sprzężenia pasożytnicze przez podłoże będą omówione przy omawianiu analogowych układów CMOS.