Tongasoa eto amin'ny tranonkalanay raha mila fanazavana fanampiny momba ny vokatra sy torohevitra.
Ny tranonkalanay:https://www.vet-china.com/
Eo am-pitohizan'ny fandrosoana eo amin'ny sehatry ny famokarana semiconductor, dia miely patrana eo amin'ny indostria ny fanambarana malaza antsoina hoe "Lalànan'i Moore". Natolotr'i Gordon Moore, iray amin'ireo mpanorina ny Intel, tamin'ny 1965 izany. Ny votoatiny fototra dia: hitombo avo roa heny isaky ny 18 ka hatramin'ny 24 volana eo ho eo ny isan'ny transistors azo ampidirina amin'ny circuit integré. Tsy fanadihadiana sy faminaniana fotsiny ihany ity lalàna ity, fa hery manosika ny fampandrosoana ny fizotran'ny famokarana semiconductor - ny zava-drehetra dia ny fanaovana transistors kely kokoa sy mahomby. Nanomboka tamin'ny taona 1950 ka hatramin'izao, eo amin'ny 70 taona eo ho eo, dia novolavolaina ny teknolojia fizotran'ny BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, ary ny hybrid BiCMOS sy BCD.
1. BJT
Transistor bipolar junction (BJT), fantatra amin'ny anarana hoe triode. Ny fikorianan'ny fiampangana ao amin'ny transistor dia vokatry ny fiparitahan'ny sy ny fivezivezen'ny mpitatitra eo amin'ny PN junction. Satria misy ny fikorianan'ny elektrôna sy ny lavaka, dia antsoina hoe fitaovana bipolar izy io.
Raha mijery ny tantaran'ny nahaterahany isika. Noho ny hevitra hanoloana ny triode banga amin'ny amplifier solid, dia nanolo-kevitra ny hanao fikarohana fototra momba ny semiconductors i Shockley tamin'ny fahavaratry ny taona 1945. Tamin'ny tapany faharoa tamin'ny taona 1945, nanangana vondrona mpikaroka momba ny fizika solid-state notarihin'i Shockley ny Bell Labs. Ao amin'ity vondrona ity, tsy ny mpahay fizika ihany no misy, fa koa ny injenieran'ny circuit sy ny simia, anisan'izany i Bardeen, mpahay fizika teorika, sy Brattain, mpahay fizika fanandramana. Tamin'ny Desambra 1947, dia nisy zava-nitranga iray izay noheverin'ny taranaka taty aoriana ho dingana lehibe - Bardeen sy Brattain dia nahomby tamin'ny famoronana ny transistor point-contact germanium voalohany eran-tany miaraka amin'ny amplification courant.
Ny transistor point-contact voalohany nataon'i Bardeen sy Brattain
Fotoana fohy taorian'izay, namorona ny transistor bipolar junction i Shockley tamin'ny 1948. Nanolo-kevitra izy fa ny transistor dia azo ahitana pn junctions roa, ny iray mandroso ary ny iray miverina, ary nahazo patanty tamin'ny Jona 1948. Tamin'ny 1949, namoaka ny teoria amin'ny antsipiriany momba ny fiasan'ny transistor junction izy. Roa taona mahery taty aoriana, ireo mpahay siansa sy injeniera tao amin'ny Bell Labs dia namorona dingana iray mba hahatratrarana ny famokarana betsaka ny transistors junction (dingana lehibe tamin'ny 1951), izay nanokatra vanim-potoana vaovao ho an'ny teknolojia elektronika. Ho fankasitrahana ny fandraisany anjara tamin'ny famoronana transistors, i Shockley, Bardeen ary Brattain dia niara-nahazo ny Loka Nobel momba ny Fizika tamin'ny 1956.
Kisarisary tsotra momba ny rafitry ny transistor NPN bipolar junction
Raha ny momba ny firafitry ny transistor bipolar junction, ny BJT mahazatra dia ny NPN sy PNP. Aseho amin'ny sary etsy ambany ny rafitra anatiny amin'ny antsipiriany. Ny faritra semiconductor loto mifanaraka amin'ny emitter dia ny faritra emitter, izay manana fifantohana doping avo lenta; ny faritra semiconductor loto mifanaraka amin'ny base dia ny faritra base, izay manana sakany manify dia manify ary fifantohana doping ambany dia ambany; ny faritra semiconductor loto mifanaraka amin'ny collector dia ny faritra collector, izay manana velarana lehibe ary fifantohana doping ambany dia ambany.
Ny tombony azo amin'ny teknolojia BJT dia ny hafainganam-pandeha avo lenta, ny transconductance avo lenta (ny fiovan'ny voltase fidirana dia mifanaraka amin'ny fiovan'ny courant output lehibe), ny tabataba ambany, ny fahamarinan'ny analog avo lenta, ary ny fahafaha-mitondra courant matanjaka; ny fatiantoka kosa dia ny fampidirana ambany (ny halaliny mitsangana dia tsy azo ahena amin'ny haben'ny sisiny) ary ny fanjifana herinaratra avo lenta.
2. MOS
Transistora vokatry ny saha misy ny semiconductor oksida metaly (FET) an'ny Metal Oxide Semiconductor, izany hoe transistora vokatry ny saha izay mifehy ny fifindran'ny fantsona mpitondra semiconductor (S) amin'ny alàlan'ny fampiharana voltase amin'ny vavahadin'ny sosona metaly (aluminium metaly M) sy ny loharano amin'ny alàlan'ny sosona oksida (SiO2 sosona O-insulating) mba hamoronana ny vokatry ny saha elektrika. Koa satria ny vavahady sy ny loharano, ary ny vavahady sy ny tatatra dia misaraka amin'ny sosona SiO2 insulating, ny MOSFET dia antsoina koa hoe transistora vokatry ny saha misy ny vavahady. Tamin'ny 1962, nanambara tamin'ny fomba ofisialy ny fivoarana nahomby ny Bell Labs, izay lasa iray amin'ireo dingana manan-danja indrindra teo amin'ny tantaran'ny fivoaran'ny semiconductor ary nametraka mivantana ny fototra ara-teknika ho an'ny fahatongavan'ny fahatsiarovana semiconductor.
Azo zaraina ho fantsona P sy fantsona N ny MOSFET araka ny karazana fantsona mpitondra herinaratra. Araka ny haben'ny voltase vavahady, dia azo zaraina ho: karazana fihenan-danja - rehefa aotra ny voltase vavahady, dia misy fantsona mpitondra herinaratra eo anelanelan'ny tatatra sy ny loharano; karazana fanamafisana - ho an'ny fitaovana fantsona N (P), dia misy fantsona mpitondra herinaratra rehefa mihoatra ny (latsaky ny) aotra ny voltase vavahady, ary ny MOSFET herinaratra dia karazana fanamafisana fantsona N indrindra indrindra.
Ireto misy fahasamihafana lehibe eo amin'ny MOS sy ny triode, saingy tsy voafetra amin'izany:
-Ny triode dia fitaovana bipolar satria na ny mpitondra herinaratra maro an'isa na ny mpitondra herinaratra vitsy an'isa dia samy mandray anjara amin'ny fitarihana herinaratra miaraka; raha ny MOS kosa dia mitondra herinaratra amin'ny alalan'ny mpitondra herinaratra maro an'isa ao amin'ny semiconductor, ary antsoina koa hoe transistor unipolar.
-Ny triode dia fitaovana fehezin'ny courant izay mandany herinaratra be dia be; raha ny MOSFET kosa dia fitaovana fehezin'ny voltazy izay mandany herinaratra ambany.
- Manana fanoherana mahery vaika ny triode, raha toa kosa ka kely ny fanoherana ny fantsona MOS, milliohm an-jatony vitsivitsy monja. Amin'ny fitaovana elektrika ankehitriny, ny fantsona MOS dia matetika ampiasaina ho toy ny switch, indrindra satria avo dia avo ny fahombiazan'ny MOS raha oharina amin'ny triode.
-Mahazo tombony amin'ny vidiny ihany ny triodes, ary lafo ihany koa ny fantsona MOS.
-Amin'izao fotoana izao, ny fantsona MOS no ampiasaina hanoloana ny triodes amin'ny ankamaroan'ny toe-javatra. Amin'ny toe-javatra sasany izay tsy dia mahery vaika na tsy dia misy fiantraikany amin'ny herinaratra ihany no hampiasantsika triodes raha jerena ny tombony azo avy amin'izany.
3. CMOS
Semiconducteur oksida metaly mifameno: Ny teknolojia CMOS dia mampiasa transistors semiconductor oksida metaly karazana-p sy karazana-n (MOSFET) mifameno mba hanamboarana fitaovana elektronika sy fizaran-tany lojika. Ny sary manaraka dia mampiseho inverter CMOS mahazatra, izay ampiasaina amin'ny fiovam-po "1→0" na "0→1".
Ity sary manaraka ity dia fizarana CMOS mahazatra. Ny ilany havia dia NMS, ary ny ilany havanana dia PMOS. Ny tsato-kazo G an'ny MOS roa dia mifandray ho toy ny fidirana vavahady iraisana, ary ny tsato-kazo D dia mifandray ho toy ny fivoahan'ny tatatra iraisana. Ny VDD dia mifandray amin'ny loharanon'ny PMOS, ary ny VSS dia mifandray amin'ny loharanon'ny NMOS.
Tamin'ny 1963, i Wanlass sy Sah avy amin'ny Fairchild Semiconductor no namorona ny circuit CMOS. Tamin'ny 1968, ny American Radio Corporation (RCA) dia namorona ny vokatra circuit integrated CMOS voalohany, ary nanomboka teo dia nahatratra fivoarana lehibe ny circuit CMOS. Ny tombony azo avy amin'izany dia ny fanjifana herinaratra ambany sy ny fampidirana avo lenta (ny dingana STI/LOCOS dia afaka manatsara bebe kokoa ny fampidirana); ny fatiantokany dia ny fisian'ny fiantraikan'ny hidy (ny PN junction reverse bias dia ampiasaina ho toy ny fisarahana eo amin'ny fantsona MOS, ary ny fitsabahana dia mety hamorona loop nohatsaraina mora foana ary handoro ny circuit).
4. DMOS
Semiconducteur Oksida Metaly Miparitaka Roa Sosona: Mitovy amin'ny rafitry ny fitaovana MOSFET mahazatra, manana loharano, tatatra, vavahady ary elektroda hafa ihany koa izy, saingy avo ny voltazy miparitaka amin'ny faran'ny tatatra. Ampiasaina ny dingana diffusion roa sosona.
Ny sary etsy ambany dia mampiseho ny fizarana miampita amin'ny DMOS N-channel mahazatra. Ity karazana fitaovana DMOS ity dia matetika ampiasaina amin'ny fampiharana switching ambany, izay mifandray amin'ny tany ny loharanon'ny MOSFET. Ho fanampin'izany, misy ny DMOS P-channel. Ity karazana fitaovana DMOS ity dia matetika ampiasaina amin'ny fampiharana switching ambony, izay mifandray amin'ny voltase tsara ny loharanon'ny MOSFET. Mitovy amin'ny CMOS, ny fitaovana DMOS mifameno dia mampiasa MOSFET N-channel sy P-channel amin'ny puce iray ihany mba hanomezana fiasa switching mifameno.
Miankina amin'ny lalana izoran'ny fantsona, ny DMOS dia azo zaraina ho karazany roa, dia ny transistor mitsangana roa sosona miparitaka amin'ny semiconductor metal oxide semiconductor VDMOS (Vertical Double-Diffused MOSFET) sy ny transistor mivelatra roa sosona miparitaka amin'ny semiconductor metal oxide semiconductor LDMOS (Lateral Double-Diffused MOSFET).
Natao manana fantsona mitsangana ny fitaovana VDMOS. Raha ampitahaina amin'ny fitaovana DMOS lateral, dia manana voltase sy courant breakdown ambony kokoa izy ireo, saingy mbola lehibe ihany ny fanoherana azy.
Natao misy fantsona lateral ny fitaovana LDMOS ary fitaovana MOSFET herinaratra tsy simetrika. Raha ampitahaina amin'ny fitaovana DMOS mitsangana, dia mamela fanoherana ambany kokoa sy hafainganam-pandeha haingana kokoa izy ireo.
Raha ampitahaina amin'ny MOSFET nentim-paharazana, ny DMOS dia manana capacitance ambony kokoa ary fanoherana ambany kokoa, noho izany dia ampiasaina betsaka amin'ny fitaovana elektronika mahery vaika toy ny switch power, fitaovana elektrika ary fiara elektrika.
5. BiCMOS
Teknolojia iray mampiditra fitaovana CMOS sy bipolar ao anaty puce iray ihany ny Bipolar CMOS. Ny foto-keviny dia ny fampiasana fitaovana CMOS ho toy ny faritra lehibe, ary manampy fitaovana bipolar na faritra izay ilàna enta-mavesatra capacitive lehibe. Noho izany, ny faritra BiCMOS dia manana tombony amin'ny fampidirana avo lenta sy ny fanjifana herinaratra ambany amin'ny faritra CMOS, ary ny tombony amin'ny fahafahan'ny faritra BJT mitondra herinaratra haingana sy matanjaka.
Ny teknolojia BiCMOS SiGe (silicon germanium) an'ny STMicroelectronics dia mampiditra ny singa RF, analog ary nomerika ao anaty puce tokana, izay afaka mampihena be ny isan'ny singa ivelany ary manatsara ny fanjifana herinaratra.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, ity teknolojia ity dia afaka mamorona fitaovana bipolar, CMOS ary DMOS ao anaty puce iray ihany, antsoina hoe process BCD, izay novolavolain'ny STMicroelectronics (ST) voalohany tamin'ny taona 1986.
Mety amin'ny fizaran-tany analogika ny bipolar, mety amin'ny fizaran-tany nomerika sy lojika ny CMOS, ary mety amin'ny fitaovana herinaratra sy voltazy avo lenta ny DMOS. Mampifangaro ny tombony azo avy amin'ireo telo ireo ny BCD. Taorian'ny fanatsarana mitohy, dia ampiasaina betsaka amin'ny vokatra eo amin'ny sehatry ny fitantanana herinaratra, ny fahazoana angon-drakitra analogika ary ny actuators herinaratra ny BCD. Araka ny tranonkala ofisialin'ny ST, mbola eo amin'ny 100nm eo ho eo ny dingana matotra ho an'ny BCD, mbola eo amin'ny famolavolana prototype ny 90nm, ary ny teknolojia 40nmBCD dia anisan'ny vokatra taranaka manaraka eo am-pamolavolana.
Fotoana fandefasana: 10-Sep-2024