Richi´s Lab

Motorola MC1403

MC1403

Die Referenzspannungsquelle MC1403 wurde von Motorola entwickelt. Laut Datenblatt ist sie vergleichbar mit der AD580. Die Ausgangsspannung beträgt 2,5V mit einer Toleranz von +/-25mV. Der Temperaturdrift beträgt typischerweise 10ppm/°C.

 

MC1403 Datenblatt Temperaturdrift

Das Datenblatt der MC1403 zeigt den für eine Bandgap-Referenz typischen Temperaturdrift. Die Ausgangsspannung steigt zuerst an und fällt dann wieder ab.

 

MC1403 Datenblatt Schaltplan

Das Datenblatt der MC1403 enthält einen ausführlichen Schaltplan. Die Bezeichnungen der Transistoren wurden hier ergänzt. Es handelt sich um die typische Schaltung, wie sie im Rahmen der AD1403 genauer beschrieben ist. Die mehrfache Kontaktierung des 1kΩ-Widerstands stellt eine Möglichkeit dar den Temperaturkoeffizienten auf ein Minimum einzustellen.

 

MC1403 Gehäuse

MC1403 Gehäuse

Die MC1403 nutzt lediglich drei Pins des Gehäuses.

 

MC1403 Die seitlich

Seitlich ist gut zu erkennen, dass das Die nur zum Teil aus dem Wafer geschnitten und dann herausgebrochen wurde.

 

MC1403 Die

MC1403 Die

Die Abmessungen des Dies betragen 1,3mm x 1,0mm.

 

MC1403 Die Detail

Unter einem Kontakt zum Substrat kann man auf manchen Bildern eine Zeichenfolge erahnen. Man meint die Zeichen AP9 erkennen zu können.

 

MC1403 Die Analyse

Der integrierte Schaltkreis entspricht exakt dem Schaltplan. In der oberen rechten Ecke befindet sich allerdings ein ungenutztes Bondpad. In der unteren rechten Ecke kontaktiert dieses Potential eine kleine Struktur, die außerdem mit dem Bezugspotential verbunden ist. Es könnte sich um eine pn-Struktur handeln, die man für eine Temperaturmessung nutzen könnte.

Der 1kΩ-Widerstand ist offensichtlich einstellbar, aber auch der 5,61kΩ-Widerstand an der rechten Kante bietet Variationsmöglichkeiten. Hier muss man allerdings die Maske der Durchkontaktierung anpassen. Die Metallflächen sind so groß, dass sie die Durchkontaktierungen über einen relativ großen Bereich erreichen können.

 

MC1403 Die justierbarer Widerstand

Der einstellbare 1kΩ-Widerstand ist ungewöhnlich aufgebaut. Üblicherweise kommt ein spezielles Widerstandsmaterial zum Einsatz, das dann mit einem Laser eingeschnitten wird. Hier hat man stattdessen einen einfachen Widerstand, einen Streifen der Basisdotierung genutzt. Unter dem Widerstand befinden sich 17 dünne Metallstreifen, die teilweise durchtrennt wurden. Wahrscheinlich kam auch hier ein Laser zum Einsatz. Das isolierte Quadrat ganz links scheint der Ausrichtung des Lasers gedient zu haben. Ein Ausschnitt in der Passivierungsschicht des Bausteins ist nicht zu erkennen. Man konnte wohl auch so die Leitungen sicher durchtrennen.

Die durchtrennten Bereiche machen einen etwas unsauberen Eindruck. Das kann problematisch sein, wenn darüber noch Ströme abfließen. Das Verhalten solcher Bereiche kann sich mit der Zeit verändern und so den Temperaturdrift der Referenzspannungsquelle negativ beeinflussen.

 

MC1403 Die 30pF-Kondensator

Der 30pF-Kondensator der MC1403 ist nicht sofort zu erkennen. Er muss auf einer Seite an das Bezugspotential angebunden sein. Die andere Seite ist verbunden mit dem Kollektor von T6, der Basis von T4 und dem Kollektor von T2. Auf dem Die ist keine typische Kondensatorstruktur zu erkennen. Die Kapazität muss folglich in den Bereichen der aktiven Strukturen integriert sein.

In den Bereichen von T6 und T2 findet sich keine größere Kapazität. Damit bleibt nur noch der Transistoren T4. Eine gewisse Kapazität zum Substrat hin bildet die tief liegende Kollektorzuleitung von T2, die für den Transistor T4 eine Basiszuleitung ist. Diese stark n-dotierte Schicht liegt direkt auf dem Substrat auf und wurde von T2 aus bis unter T4 verlängert, um die elektrische Verbindung zwischen T2 und T4 darzustellen. Dieser Bereich allein stellt allerdings keine 30pF dar.

Als Substrat-PNP-Transistoren benötigen T4 und T5 lediglich einen inneren p-Bereich und einen umgebenden n-Rahmen. Im Querschnitt handelt es sich natürlich nicht um einen n-Rahmen, sondern um eine n-Schicht unter dem p-Bereich. Obwohl er nicht notwendig wäre, hat man hier zusätzlich einen äußeren p-Bereich integriert. Höchstwahrscheinlich stellt die p-Dotierung einen großen Teil der 30pF-Kapazität dar. Im Gegensatz zu den Transistoren T5, T6 und T2 befindet sich T4 nicht in einer abgeschotteten n-dotierten Wanne. Dadurch ist die große p-dotierte Fläche elektrisch mit dem Bezugspotential verbunden und es bildet sich eine Kapazität zwischen dem n-dotierten Basisbereich der PNP-Transistoren und der darüber liegenden p-dotierten Schicht (grün).

 

zurück
oder unterstützt mich über Patreon
Creative Commons Lizenzvertrag