前一段时间，由于上传网络出现问题，再者工作比较繁忙，没有机会将电阻一章剩余的部分发上来，让大家久等了。不过看到有人把第一章的翻译文档也传了上来，颇感高兴，如果大家共同努力，这一本书又算得了什么呢？

5.4 电阻寄生效应

    实际上没有一个电阻会从它的环境中完全的独立出来。在高频时不可避免地会产生电容与电导耦合，而且有些类型的电阻也会出现节点漏电现象。电路设计者可以通过将每个完整的电阻用几个理想元件组成的支路替换的方法模拟出这些相互作用。理想电阻是这些元件中的一种，然而其它元件是并不需要但不可避免的使电阻与模型化的其它元件产生相互作用的寄生元件。这种支电路模型对于版图设计者也很有意义，因为他们阐明了各种电阻的局限性。

图5.7 Cross section of a polysilicon resistors.

图5.7给出了典型多晶硅电阻版图的剖面图。氧化物环绕着电阻，它是有效的、没有泄漏的绝好的绝缘体。氧化物也起着连接邻近电阻元件的电容性电介质的作用。许多多晶硅电阻被置于有0.05fF/um²电容的场氧化物上（6.1部分）。忽略边缘效应，一个5um宽并包含100个方块的电阻总共大约有0.125pF的电容。这个电容沿电阻均匀分布，所以不能使用单个的电容器来精确的模拟。这个分散的电容可以用图5.8A所示的 -截面电路来模拟，图中C₁和C₂是理想的电容器，每个代表分散电容的一半。如果单一的派（只能用文字来描述）-截面不能完全模拟分散的电容，那么可以使用复合的派-截面。图5.8B画出了两个派-截面复合的模型：R₁和R₂是等于整个电阻一半值的理想电阻，C₁ 、C₂和C₃是理想电容；C₁和C₃等于分散电容的1/4，C₂等于它的1/2。

图5.8 Subcircuit models for polysilicon resistors that approximate distributed substrate capacitance using pai-sections (A) single pai-section and (B) dual pai-section.

横穿多晶硅电阻的导线也引入了附加的寄生电容。Interlevel oxide(ILO)的电容等于场氧的电容，或大约为0.5fF/um²。因此，一个横穿5um宽电阻的3um的导线在垂直方向上产生大约7.5fF的耦合电容。这是非常小的电容，但尽管如此，它能给高阻抗电路系统引入噪声。噪声信号不能穿过像电压参考或低噪声放大器这种灵敏的模拟电路中的多晶硅电阻。

图5.9画出了一个扩散电阻简化了的剖面图。一个或多个反偏压结使电阻和模型的其他部分隔离开。要求用沟道接触来保证结必要的反偏压。

图5.9 Cross section of a typical diffused resistor.

这个扩散电阻的寄生主要由反偏结构成：一个是电阻与沟道间的，一个是沟道与衬底间的。构成分散结构的这些结通常用 派-截面模拟。图5.10画出了图5.9中电阻的两个单一派-截面支电路模型。

图5.10 Subcircuit models for diffused resistors: (A) neglecting tank resistance and (B) including tank resistance.

图5.10A所示支电路包括了一个理想电阻和三个二极管。D₁和D₂各模拟电阻-沟道结的总共面积的1/2，而D₃模拟沟道-衬底结的全部面积。只要沟道电阻相对的比电阻R₁小，这个支电路就相当的准确。在有许多电阻沟道的情况下（例如，N阱中的PSD电阻）图5.10B的支电路更好。这个模型包括模拟沟道电阻作用的电阻器R₂和模拟沟道-衬底结分散性质的二极管D₃和D₄。这两个支电路都可以合并附加的 派-截面来增加高频时的准确度。

与扩散电阻连接的反偏二极管产生很多不想要的效果。如果沟道电压一旦降到低于电阻电压，电阻-沟道结将会正偏并向沟道注入少量载流子。这会引发闩锁效应（latchup）（4.4.2部分）。即使没有闩锁效应，也可能会有大电流流经沟道接触孔。电阻沟道的合适的偏压需要考虑相当多。在图5.11所列出的三个沟道偏置图显示了一些共同的布局。

图5.11 Several methods of biasing the tank connectings of diffused resistors.

由R₁和R₂组成的电阻分压器尽可能简单的偏置：两个沟道都与一个比任一个电阻电位都高的电源相连。这使沟道-衬底结反偏，但每个电阻负担不同的相关沟道偏置并经历不同程度的沟道调制效应。结果电阻变化引起分割率随电压源而变化。R₃和R₄组成的电阻分压器显示了一种更适合匹配电阻分压器的沟道连接方式。每个沟道连在各自电阻的正极端。如果两个电阻的值相等，那么每个电阻负担相对的沟道偏压也一样，并且它们将有相同的沟道调制效应。这一技术可以扩展到通过把电阻分割成占有独立沟道的多个部分来得到不同电阻。

R₅也显示了偏置电阻沟道的另一种方法。假设晶体管Q₁始终导通，R₅的沟道将会偏置比电阻正极端高一个基极-发射级压降。这种连接显示了沟道不连接电阻也不连接电源的众多结构中的一个。像许多这些结构一样，这一结构有使电阻-沟道结正偏的可能性。假设晶体管导通，而且对地来说R₅偏置几伏。如果Q₁的基极突然pull low电阻-沟道结会立刻正偏。既没有连接电阻正极端又没有连接电源的连接因为暗传导路径与此相似，所以应该仔细分析。

隔离扩散电阻的反偏结也能够承受雪崩击穿。尤其值得关注的是发射极电阻和基节电阻，因为它们经常在大约7V时发生雪崩击穿。如果电阻上的偏压可能超过它的击穿电压，那么它应该由放置在分离沟道中的多个部分构成。连接着反偏结的耗尽区有相当大的电容。这个电容取决于结掺杂和反偏压，通常为1到5Ff/um²。这个值远比典型的与多晶硅电阻连接的0.5fF/um²大，所以扩散电阻高频下工作情况不能与多晶硅电阻匹配。

许多设计者喜欢用多晶硅电阻，因为没有结，使涉及的寄生变少。然而，多晶硅的方块电阻和温度系数不像通用的扩散电阻一样始终令人满意。例如，N阱电阻通常比在方块电阻为25 /□的多晶硅制程中的多晶硅电阻更简洁。因此，即使在提供多晶硅电阻的制程中扩散电阻仍能偶尔被使用。