Bonvenon al nia retejo por produktaj informoj kaj konsultado.
Nia retejo:https://www.vet-china.com/
Dum la fabrikadaj procezoj de duonkonduktaĵoj daŭre faras sukcesojn, fama aserto nomata "Leĝo de Moore" cirkulas en la industrio. Ĝin proponis Gordon Moore, unu el la fondintoj de Intel, en 1965. Ĝia kerna enhavo estas: la nombro da transistoroj, kiujn oni povas loki sur integra cirkvito, duobliĝas proksimume ĉiujn 18 ĝis 24 monatojn. Ĉi tiu leĝo estas ne nur analizo kaj antaŭdiro de la disvolviĝa tendenco de la industrio, sed ankaŭ mova forto por la disvolviĝo de fabrikadaj procezoj de duonkonduktaĵoj - ĉio celas produkti transistorojn kun pli malgranda grandeco kaj stabila funkciado. De la 1950-aj jaroj ĝis la nuntempo, ĉirkaŭ 70 jarojn, entute BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, kaj hibridaj BiCMOS kaj BCD-procezaj teknologioj estis disvolvitaj.
1. BJT
Dupolusa transistoro (BJT), ofte konata kiel triodo. La ŝarga fluo en la transistoro ŝuldiĝas ĉefe al la difuzo kaj drivo de ŝargoportiloj ĉe la PN-transiro. Ĉar ĝi implikas la fluon de kaj elektronoj kaj truoj, ĝi nomiĝas dupolusa aparato.
Rememorante la historion de ĝia naskiĝo. Pro la ideo anstataŭigi vakuajn triodojn per solidaj amplifiloj, Shockley proponis fari bazan esploradon pri duonkonduktaĵoj en la somero de 1945. En la dua duono de 1945, Bell Labs establis esplorgrupon pri solidstata fiziko, estrata de Shockley. En ĉi tiu grupo estis ne nur fizikistoj, sed ankaŭ cirkvitinĝenieroj kaj kemiistoj, inkluzive de Bardeen, teoria fizikisto, kaj Brattain, eksperimenta fizikisto. En decembro 1947, brile okazis evento, kiu estis konsiderata mejloŝtono de pli postaj generacioj - Bardeen kaj Brattain sukcese inventis la unuan germaniuman punkt-kontaktan transistoron de la mondo kun kurenta amplifilo.
La unua punkt-kontakta transistoro de Bardeen kaj Brattain
Baldaŭ poste, Shockley inventis la dupolusan krucvojtransistoron en 1948. Li proponis, ke la transistoro povas esti kunmetita el du pn-krucvojoj, unu antaŭen polarigita kaj la alia inverse polarigita, kaj akiris patenton en junio 1948. En 1949, li publikigis la detalan teorion pri la funkciado de la krucvoja transistoro. Pli ol du jarojn poste, sciencistoj kaj inĝenieroj ĉe Bell Labs evoluigis procezon por atingi amasproduktadon de krucvojaj transistoroj (mejloŝtono en 1951), malfermante novan epokon de elektronika teknologio. Rekonante iliajn kontribuojn al la invento de transistoroj, Shockley, Bardeen kaj Brattain komune gajnis la Nobel-premion pri fiziko en 1956.
Simpla struktura diagramo de NPN-dupolusa transira transistoro
Rilate al la strukturo de dupolusaj krucvojaj transistoroj, oftaj BJT-oj estas NPN kaj PNP. La detala interna strukturo estas montrita en la suba figuro. La malpuraĵa duonkonduktaĵa regiono korespondanta al la emitoro estas la emitora regiono, kiu havas altan dopkoncentriĝon; la malpuraĵa duonkonduktaĵa regiono korespondanta al la bazo estas la baza regiono, kiu havas tre maldikan larĝon kaj tre malaltan dopkoncentriĝon; la malpuraĵa duonkonduktaĵa regiono korespondanta al la kolektoro estas la kolektora regiono, kiu havas grandan areon kaj tre malaltan dopkoncentriĝon.
La avantaĝoj de BJT-teknologio estas alta respondrapido, alta transkonduktanco (ŝanĝoj de enira tensio korespondas al grandaj ŝanĝoj de elira kurento), malalta bruo, alta analoga precizeco, kaj forta kapablo peli kurenton; la malavantaĝoj estas malalta integriĝo (vertikala profundo ne povas esti reduktita per laterala grandeco) kaj alta energikonsumo.
2. MOS
Metal-oksida duonkondukta kampa efika transistoro (Metal Oxide Semiconductor FET), tio estas, kampa efika transistoro kiu regas la ŝaltilon de la duonkondukta (S) kondukta kanalo aplikante tension al la pordego de la metala tavolo (M-metala aluminio) kaj la fonto tra la oksida tavolo (O-izola tavolo SiO2) por generi la efikon de la elektra kampo. Ĉar la pordego kaj la fonto, kaj la pordego kaj la drenilo estas izolitaj per la SiO2-izola tavolo, MOSFET ankaŭ nomiĝas izolita pordega kampa efika transistoro. En 1962, Bell Labs oficiale anoncis la sukcesan disvolviĝon, kiu fariĝis unu el la plej gravaj mejloŝtonoj en la historio de duonkondukta disvolviĝo kaj rekte metis la teknikan fundamenton por la apero de duonkondukta memoro.
MOSFET-oj povas esti dividitaj en P-kanalojn kaj N-kanalojn laŭ la tipo de konduktiva kanalo. Laŭ la amplitudo de la pordega tensio, ili povas esti dividitaj en: malplenigan tipon - kiam la pordega tensio estas nulo, ekzistas konduktiva kanalo inter la drenilo kaj la fonto; plifortigan tipon - por N (P) kanalaj aparatoj, ekzistas konduktiva kanalo nur kiam la pordega tensio estas pli granda ol (malpli granda ol) nulo, kaj potencaj MOSFET-oj estas ĉefe N-kanalaj plifortigaj tipoj.
La ĉefaj diferencoj inter MOS kaj triodo inkluzivas, sed ne limiĝas al, la jenaj punktoj:
Triodoj estas dupolusaj aparatoj ĉar kaj plimultaj kaj minoritataj portantoj partoprenas en konduktado samtempe; dum MOS-oj konduktas elektron nur tra plimultaj portantoj en duonkonduktaĵoj, kaj ankaŭ nomiĝas unupolusa transistoro.
Triodoj estas kurent-kontrolitaj aparatoj kun relative alta energi-konsumo; dum MOSFET-oj estas tensi-kontrolitaj aparatoj kun malalta energi-konsumo.
-Triodoj havas grandan ŝaltorezistancon, dum MOS-tuboj havas malgrandan ŝaltorezistancon, nur kelkcent miliomoj. En nunaj elektraj aparatoj, MOS-tuboj estas ĝenerale uzataj kiel ŝaltiloj, ĉefe ĉar la efikeco de MOS estas relative alta kompare kun triodoj.
Triodoj havas relative avantaĝan koston, kaj MOS-tuboj estas relative multekostaj.
-Nuntempe, MOS-tuboj estas uzataj por anstataŭigi triodojn en plej multaj scenaroj. Nur en iuj malalt-energiaj aŭ elektro-nesentemaj scenaroj, ni uzos triodojn konsiderante la prez-avantaĝon.
3. CMOS
Komplementa Metaloksida Duonkonduktaĵo: CMOS-teknologio uzas komplementajn p-tipajn kaj n-tipajn metaloksidajn duonkonduktaĵajn transistorojn (MOSFET-ojn) por konstrui elektronikajn aparatojn kaj logikajn cirkvitojn. La sekva figuro montras komunan CMOS-invertilon, kiu estas uzata por konverto "1→0" aŭ "0→1".
La sekva figuro montras tipan CMOS-sekcon. La maldekstra flanko estas NMS, kaj la dekstra flanko estas PMOS. La G-poloj de la du MOS estas konektitaj kune kiel komuna pordega eniro, kaj la D-poloj estas konektitaj kune kiel komuna drenila eliro. VDD estas konektita al la fonto de PMOS, kaj VSS estas konektita al la fonto de NMOS.
En 1963, Wanlass kaj Sah de Fairchild Semiconductor inventis la CMOS-cirkviton. En 1968, la Usona Radio-Korporacio (RCA) disvolvis la unuan CMOS-integran cirkviton, kaj de tiam, la CMOS-cirkvito atingis grandan disvolviĝon. Ĝiaj avantaĝoj estas malalta energi-konsumo kaj alta integriĝo (la STI/LOCOS-procezo povas plu plibonigi la integriĝon); ĝia malavantaĝo estas la ekzisto de ŝlosa efiko (la inversa biaso de PN-kruciĝo estas uzata kiel izolado inter MOS-tuboj, kaj interfero povas facile formi plifortigitan buklon kaj bruligi la cirkviton).
4. DMOS
Duoble-Difuzita Metala Oksida Duonkonduktaĵo: Simila al la strukturo de ordinaraj MOSFET-aparatoj, ĝi ankaŭ havas fonton, drenilon, pordegon kaj aliajn elektrodojn, sed la disfala tensio de la drenila fino estas alta. Duoble-difuza procezo estas uzata.
La suba figuro montras la sekcon de norma N-kanala DMOS. Ĉi tiu tipo de DMOS-aparato estas kutime uzata en malaltflankaj ŝaltaj aplikoj, kie la fonto de la MOSFET estas konektita al la tero. Krome, ekzistas P-kanala DMOS. Ĉi tiu tipo de DMOS-aparato estas kutime uzata en altflankaj ŝaltaj aplikoj, kie la fonto de la MOSFET estas konektita al pozitiva tensio. Simile al CMOS, komplementaj DMOS-aparatoj uzas N-kanalajn kaj P-kanalajn MOSFET-ojn sur la sama ĉipo por provizi komplementajn ŝaltajn funkciojn.
Depende de la direkto de la kanalo, DMOS povas esti dividita en du tipojn, nome vertikala duoble-difuzita metaloksida duonkonduktaĵa kampa efika transistoro VDMOS (Vertical Double-Diffused MOSFET) kaj laterala duoble-difuzita metaloksida duonkonduktaĵa kampa efika transistoro LDMOS (Lateral Double-Diffused MOSFET).
VDMOS-aparatoj estas desegnitaj kun vertikala kanalo. Kompare kun lateralaj DMOS-aparatoj, ili havas pli altajn kapablojn pri trapasotensio kaj kurento, sed la ŝaltita rezisto estas ankoraŭ relative granda.
LDMOS-aparatoj estas desegnitaj kun laterala kanalo kaj estas nesimetriaj potencaj MOSFET-aparatoj. Kompare kun vertikalaj DMOS-aparatoj, ili permesas pli malaltan ŝaltreziston kaj pli rapidajn ŝaltrapidojn.
Kompare kun tradiciaj MOSFET-oj, DMOS havas pli altan kapacitancon kaj pli malaltan reziston, do ĝi estas vaste uzata en altpotencaj elektronikaj aparatoj kiel ŝaltiloj, elektraj iloj kaj elektraj veturilaj transmisiiloj.
5. BiCMOS
Dupolusa CMOS estas teknologio, kiu samtempe integras CMOS kaj dupolusajn aparatojn sur la sama ĉipo. Ĝia baza ideo estas uzi CMOS-aparatojn kiel la ĉefan unuon de cirkvito, kaj aldoni dupolusajn aparatojn aŭ cirkvitojn, kie necesas funkciigi grandajn kapacitajn ŝarĝojn. Tial, BiCMOS-cirkvitoj havas la avantaĝojn de alta integriĝo kaj malalta energi-konsumo de CMOS-cirkvitoj, kaj la avantaĝojn de alta rapideco kaj fortaj kurent-stiraj kapabloj de BJT-cirkvitoj.
La teknologio BiCMOS SiGe (silicia germaniumo) de STMicroelectronics integras RF-, analogajn kaj ciferecajn partojn sur unu peceto, kio povas signife redukti la nombron de eksteraj komponantoj kaj optimumigi la energikonsumon.
6. BCD
Dupolusa-CMOS-DMOS, ĉi tiu teknologio povas krei dupolusajn, CMOS- kaj DMOS-aparatojn sur la sama ĉipo, nomata BCD-procezo, kiu estis unue sukcese evoluigita de STMicroelectronics (ST) en 1986.
Dupolusa konektilo taŭgas por analogaj cirkvitoj, CMOS taŭgas por ciferecaj kaj logikaj cirkvitoj, kaj DMOS taŭgas por potencaj kaj alttensiaj aparatoj. BCD kombinas la avantaĝojn de la tri. Post kontinua plibonigo, BCD estas vaste uzata en produktoj en la kampoj de energiadministrado, analoga datenakiro kaj potencaj aktuatoroj. Laŭ la oficiala retejo de ST, la matura procezo por BCD estas ankoraŭ ĉirkaŭ 100nm, 90nm estas ankoraŭ en prototipa dezajno, kaj 40nmBCD-teknologio apartenas al ĝiaj sekvageneraciaj produktoj sub disvolviĝo.
Afiŝtempo: 10 septembro 2024