නිෂ්පාදන තොරතුරු සහ උපදේශන සඳහා අපගේ වෙබ් අඩවියට සාදරයෙන් පිළිගනිමු.
අපගේ වෙබ් අඩවිය:https://www.vet-china.com/ www.vet-china.com/ www.vet-china.com .
අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන් අඛණ්ඩව ඉදිරි ගමනක් සිදු කරන විට, "මුවර්ගේ නියමය" නමින් ප්රසිද්ධ ප්රකාශයක් කර්මාන්තය තුළ සංසරණය වෙමින් පවතී. එය 1965 දී ඉන්ටෙල් හි නිර්මාතෘවරයෙකු වන ගෝර්ඩන් මුවර් විසින් යෝජනා කරන ලදී. එහි මූලික අන්තර්ගතය වන්නේ: ඒකාබද්ධ පරිපථයක නවාතැන් ගත හැකි ට්රාන්සිස්ටර ගණන ආසන්න වශයෙන් සෑම මාස 18 සිට 24 දක්වා දෙගුණ වේ. මෙම නියමය කර්මාන්තයේ සංවර්ධන ප්රවණතාවය පිළිබඳ විශ්ලේෂණයක් සහ පුරෝකථනයක් පමණක් නොව, අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන් සංවර්ධනය කිරීම සඳහා ගාමක බලවේගයක් ද වේ - සියල්ල කුඩා ප්රමාණයේ සහ ස්ථාවර කාර්ය සාධනයක් සහිත ට්රාන්සිස්ටර සෑදීමයි. 1950 ගණන්වල සිට වර්තමානය දක්වා, වසර 70 ක් පමණ, BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, සහ දෙමුහුන් BiCMOS සහ BCD ක්රියාවලි තාක්ෂණයන් සංවර්ධනය කර ඇත.
1. බීජේටී
ද්විධ්රැව සන්ධි ට්රාන්සිස්ටරය (BJT), සාමාන්යයෙන් ට්රයිඩෝඩ් ලෙස හැඳින්වේ. ට්රාන්සිස්ටරයේ ආරෝපණ ප්රවාහය ප්රධාන වශයෙන් PN සන්ධියේදී වාහකවල විසරණය සහ ප්ලාවිත චලිතය නිසාය. එයට ඉලෙක්ට්රෝන සහ සිදුරු යන දෙකෙහිම ප්රවාහය සම්බන්ධ වන බැවින්, එය ද්විධ්රැව උපාංගයක් ලෙස හැඳින්වේ.
එහි උපතේ ඉතිහාසය දෙස ආපසු හැරී බලන විට. රික්ත ත්රියෝඩ ඝන ඇම්ප්ලිෆයර් සමඟ ප්රතිස්ථාපනය කිරීමේ අදහස නිසා, ෂොක්ලි 1945 ගිම්හානයේදී අර්ධ සන්නායක පිළිබඳ මූලික පර්යේෂණ සිදු කිරීමට යෝජනා කළේය. 1945 දෙවන භාගයේදී, බෙල් ලැබ්ස් ෂොක්ලිගේ ප්රධානත්වයෙන් යුත් ඝන-තත්ව භෞතික විද්යා පර්යේෂණ කණ්ඩායමක් පිහිටුවන ලදී. මෙම කණ්ඩායමේ, භෞතික විද්යාඥයින් පමණක් නොව, න්යායාත්මක භෞතික විද්යාඥයෙකු වන බාර්ඩීන් සහ පර්යේෂණාත්මක භෞතික විද්යාඥයෙකු වන බ්රැටේන් ඇතුළු පරිපථ ඉංජිනේරුවන් සහ රසායනඥයින් ද සිටිති. 1947 දෙසැම්බර් මාසයේදී, පසු පරම්පරාවන් විසින් සන්ධිස්ථානයක් ලෙස සලකනු ලැබූ සිදුවීමක් විශිෂ්ට ලෙස සිදු විය - බාර්ඩීන් සහ බ්රැටේන් ධාරා විස්තාරණය සහිත ලොව පළමු ජර්මනියම් ලක්ෂ්ය-ස්පර්ශ ට්රාන්සිස්ටරය සාර්ථකව සොයා ගත්හ.
බාර්ඩීන් සහ බ්රැටේන්ගේ පළමු ලක්ෂ්ය-ස්පර්ශ ට්රාන්සිස්ටරය
ඉන් ටික කලකට පසු, ෂොක්ලි 1948 දී ද්විධ්රැව හන්දිය ට්රාන්සිස්ටරය සොයා ගත්තේය. ට්රාන්සිස්ටරය pn හන්දි දෙකකින් සමන්විත විය හැකි බව ඔහු යෝජනා කළ අතර, එකක් ඉදිරි නැඹුරු සහ අනෙක ප්රතිලෝම නැඹුරු වන අතර, 1948 ජුනි මාසයේදී පේටන්ට් බලපත්රයක් ලබා ගත්තේය. 1949 දී ඔහු හන්දිය ට්රාන්සිස්ටරයේ ක්රියාකාරිත්වය පිළිබඳ සවිස්තරාත්මක න්යාය ප්රකාශයට පත් කළේය. වසර දෙකකට වැඩි කාලයකට පසු, බෙල් ලැබ්ස් හි විද්යාඥයින් සහ ඉංජිනේරුවන් හන්දිය ට්රාන්සිස්ටර මහා පරිමාණයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා ක්රියාවලියක් සංවර්ධනය කළහ (1951 දී සන්ධිස්ථානයක්), එය ඉලෙක්ට්රොනික තාක්ෂණයේ නව යුගයක් විවෘත කළේය. ට්රාන්සිස්ටර සොයා ගැනීම සඳහා ඔවුන්ගේ දායකත්වය අගයමින්, ෂොක්ලි, බාර්ඩීන් සහ බ්රැටේන් එක්ව 1956 භෞතික විද්යාව සඳහා නොබෙල් ත්යාගය දිනා ගත්හ.
NPN ද්විධ්රැව සන්ධි ට්රාන්සිස්ටරයේ සරල ව්යුහාත්මක රූප සටහනක්
ද්විධ්රැව සන්ධි ට්රාන්සිස්ටරවල ව්යුහය සම්බන්ධයෙන්, පොදු BJTs NPN සහ PNP වේ. සවිස්තරාත්මක අභ්යන්තර ව්යුහය පහත රූපයේ දැක්වේ. විමෝචකයට අනුරූප වන අපිරිසිදු අර්ධ සන්නායක කලාපය ඉහළ මාත්රණ සාන්ද්රණයක් ඇති විමෝචක කලාපයයි; පාදයට අනුරූප වන අපිරිසිදු අර්ධ සන්නායක කලාපය ඉතා තුනී පළලක් සහ ඉතා අඩු මාත්රණ සාන්ද්රණයක් ඇති පාදක කලාපයයි; එකතු කරන්නාට අනුරූප වන අපිරිසිදු අර්ධ සන්නායක කලාපය විශාල ප්රදේශයක් සහ ඉතා අඩු මාත්රණ සාන්ද්රණයක් ඇති එකතු කරන්නා කලාපයයි.
BJT තාක්ෂණයේ වාසි අතර ඉහළ ප්රතිචාර වේගය, ඉහළ සම්ප්රේෂණ සන්නායකතාවය (ආදාන වෝල්ටීයතා වෙනස්කම් විශාල ප්රතිදාන ධාරා වෙනස්කම් වලට අනුරූප වේ), අඩු ශබ්දය, ඉහළ ඇනලොග් නිරවද්යතාවය සහ ශක්තිමත් ධාරා ධාවන හැකියාව ඇතුළත් වේ; අවාසි වන්නේ අඩු ඒකාබද්ධ කිරීම (පාර්ශ්වික ප්රමාණය සමඟ සිරස් ගැඹුර අඩු කළ නොහැක) සහ ඉහළ බල පරිභෝජනයයි.
2. MOS
ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක ක්ෂේත්ර ආචරණ ට්රාන්සිස්ටරය (ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක FET), එනම්, විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ බලපෑම ජනනය කිරීම සඳහා ලෝහ ස්ථරයේ (M-ලෝහ ඇලුමිනියම්) ගේට්ටුවට සහ ඔක්සයිඩ් ස්ථරය හරහා (O-පරිවාරක ස්ථරය SiO2) වෝල්ටීයතාව යෙදීමෙන් අර්ධ සන්නායක (S) සන්නායක නාලිකාවේ ස්විචය පාලනය කරන ක්ෂේත්ර ආචරණ ට්රාන්සිස්ටරයකි. ගේට්ටුව සහ ප්රභවය සහ ගේට්ටුව සහ කාණුව SiO2 පරිවාරක ස්ථරය මගින් හුදකලා කර ඇති බැවින්, MOSFET පරිවරණය කළ ගේට්ටු ක්ෂේත්ර ආචරණ ට්රාන්සිස්ටරයක් ලෙසද හැඳින්වේ. 1962 දී, බෙල් ලැබ්ස් නිල වශයෙන් සාර්ථක සංවර්ධනය නිවේදනය කළ අතර එය අර්ධ සන්නායක සංවර්ධන ඉතිහාසයේ වැදගත්ම සන්ධිස්ථානයක් බවට පත් වූ අතර අර්ධ සන්නායක මතකය පැමිණීම සඳහා තාක්ෂණික පදනම සෘජුවම තැබීය.
සන්නායක නාලිකා වර්ගය අනුව MOSFET P නාලිකාව සහ N නාලිකාව ලෙස බෙදිය හැකිය. ද්වාර වෝල්ටීයතා විස්තාරය අනුව, එය පහත පරිදි බෙදිය හැකිය: ක්ෂය වීමේ වර්ගය - ද්වාර වෝල්ටීයතාවය ශුන්ය වන විට, කාණුව සහ ප්රභවය අතර සන්නායක නාලිකාවක් ඇත; වැඩිදියුණු කිරීමේ වර්ගය - N (P) නාලිකා උපාංග සඳහා, ද්වාර වෝල්ටීයතාවය ශුන්යයට වඩා (අඩු) වැඩි වූ විට පමණක් සන්නායක නාලිකාවක් ඇති අතර බලය MOSFET ප්රධාන වශයෙන් N නාලිකා වැඩිදියුණු කිරීමේ වර්ගය වේ.
MOS සහ ට්රයෝඩ අතර ප්රධාන වෙනස්කම් අතර පහත කරුණු ඇතුළත් වේ, නමුත් ඒවාට පමණක් සීමා නොවේ:
- බහුතර සහ සුළුතර වාහක දෙකම එකවර සන්නායකතාවයට සහභාගී වන බැවින් ට්රයිඩෝ ද්විධ්රැව උපාංග වේ; MOS අර්ධ සන්නායකවල බහුතර වාහක හරහා පමණක් විදුලිය සන්නයනය කරන අතර එය ඒක ධ්රැව ට්රාන්සිස්ටරයක් ලෙසද හැඳින්වේ.
- ත්රියෝඩ යනු සාපේක්ෂව ඉහළ බල පරිභෝජනයක් සහිත ධාරා-පාලිත උපාංග වන අතර; MOSFET යනු අඩු බල පරිභෝජනයක් සහිත වෝල්ටීයතා-පාලිත උපාංග වේ.
-ට්රයෝඩ වලට විශාල ප්රතිරෝධයක් ඇති අතර, MOS නල වලට කුඩා ප්රතිරෝධයක් ඇත, එනම් මිලි ඕම් සිය ගණනක් පමණි. වත්මන් විදුලි උපාංගවල, MOS නල සාමාන්යයෙන් ස්විච ලෙස භාවිතා කරනුයේ, ප්රධාන වශයෙන් MOS හි කාර්යක්ෂමතාව ත්රියෝඩ හා සසඳන විට සාපේක්ෂව ඉහළ බැවිනි.
-ට්රයෝඩ සාපේක්ෂව වාසිදායක පිරිවැයක් දරන අතර, MOS නල සාපේක්ෂව මිල අධිකය.
-වර්තමානයේ බොහෝ අවස්ථාවන්හිදී ට්රයිඩෝ ප්රතිස්ථාපනය කිරීමට MOS නල භාවිතා කරයි. සමහර අඩු බල හෝ බල සංවේදී නොවන අවස්ථා වලදී පමණක්, මිල වාසිය සලකා බලා අපි ට්රයිඩෝ භාවිතා කරන්නෙමු.
3. CMOS
අනුපූරක ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක: CMOS තාක්ෂණය ඉලෙක්ට්රොනික උපාංග සහ තාර්කික පරිපථ ගොඩනැගීම සඳහා අනුපූරක p-වර්ගය සහ n-වර්ගයේ ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක ට්රාන්සිස්ටර (MOSFET) භාවිතා කරයි. පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ "1→0" හෝ "0→1" පරිවර්තනය සඳහා භාවිතා කරන පොදු CMOS ඉන්වර්ටරයක්.
පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ සාමාන්ය CMOS හරස්කඩකි. වම් පැත්ත NMS වන අතර දකුණු පැත්ත PMOS වේ. MOS දෙකෙහි G ධ්රැව පොදු ද්වාර ආදානයක් ලෙස එකට සම්බන්ධ කර ඇති අතර, D ධ්රැව පොදු කාණු ප්රතිදානයක් ලෙස එකට සම්බන්ධ කර ඇත. VDD PMOS හි ප්රභවයට සම්බන්ධ කර ඇති අතර, VSS NMOS හි ප්රභවයට සම්බන්ධ කර ඇත.
1963 දී, ෆෙයාර්චයිල්ඩ් අර්ධ සන්නායකයේ වැන්ලස් සහ සා විසින් CMOS පරිපථය සොයා ගන්නා ලදී. 1968 දී, ඇමරිකානු ගුවන්විදුලි සංස්ථාව (RCA) පළමු CMOS ඒකාබද්ධ පරිපථ නිෂ්පාදනය සංවර්ධනය කළ අතර, එතැන් සිට, CMOS පරිපථය විශාල දියුණුවක් අත්කර ගෙන ඇත. එහි වාසි වන්නේ අඩු බල පරිභෝජනය සහ ඉහළ ඒකාබද්ධ කිරීමයි (STI/LOCOS ක්රියාවලිය ඒකාබද්ධ කිරීම තවදුරටත් වැඩිදියුණු කළ හැකිය); එහි අවාසිය නම් අගුළු ආචරණයක පැවැත්මයි (PN හන්දිය ප්රතිලෝම නැඹුරුව MOS නල අතර හුදකලාව ලෙස භාවිතා කරන අතර, මැදිහත්වීම් පහසුවෙන් වැඩිදියුණු කළ ලූපයක් සාදා පරිපථය පුළුස්සා දැමිය හැකිය).
4. ඩීඑම්ඕඑස්
ද්විත්ව විසරණය කළ ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක: සාමාන්ය MOSFET උපාංගවල ව්යුහයට සමානව, එයට ප්රභවය, කාණුව, ගේට්ටුව සහ අනෙකුත් ඉලෙක්ට්රෝඩ ද ඇත, නමුත් කාණු කෙළවරේ බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය ඉහළ ය. ද්විත්ව විසරණ ක්රියාවලිය භාවිතා වේ.
පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ සම්මත N-නාලිකා DMOS එකක හරස්කඩයි. මෙම වර්ගයේ DMOS උපාංගය සාමාන්යයෙන් භාවිතා කරනුයේ MOSFET හි ප්රභවය බිමට සම්බන්ධ කර ඇති අඩු-පැති මාරු කිරීමේ යෙදුම්වල ය. ඊට අමතරව, P-නාලිකා DMOS එකක් ඇත. මෙම වර්ගයේ DMOS උපාංගය සාමාන්යයෙන් ඉහළ-පැති මාරු කිරීමේ යෙදුම්වල භාවිතා වේ, එහිදී MOSFET හි ප්රභවය ධනාත්මක වෝල්ටීයතාවයකට සම්බන්ධ කර ඇත. CMOS හා සමානව, අනුපූරක DMOS උපාංග අනුපූරක මාරු කිරීමේ කාර්යයන් සැපයීම සඳහා එකම චිපයේ N-නාලිකා සහ P-නාලිකා MOSFET භාවිතා කරයි.
නාලිකාවේ දිශාව අනුව, DMOS වර්ග දෙකකට බෙදිය හැකිය, එනම් සිරස් ද්විත්ව-විසරණය කළ ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක ක්ෂේත්ර ආචරණ ට්රාන්සිස්ටරය VDMOS (සිරස් ද්විත්ව-විසරණය කළ MOSFET) සහ පාර්ශ්වීය ද්විත්ව-විසරණය කළ ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක ක්ෂේත්ර ආචරණ ට්රාන්සිස්ටරය LDMOS (පාර්ශ්වික ද්විත්ව-විසරණය කළ MOSFET).
VDMOS උපාංග සිරස් නාලිකාවක් සමඟ නිර්මාණය කර ඇත. පාර්ශ්වික DMOS උපාංග හා සසඳන විට, ඒවාට ඉහළ බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවයක් සහ ධාරා හැසිරවීමේ හැකියාවන් ඇත, නමුත් ප්රතිරෝධය තවමත් සාපේක්ෂව විශාලය.
LDMOS උපාංග පාර්ශ්වික නාලිකාවක් සමඟ නිර්මාණය කර ඇති අතර අසමමිතික බල MOSFET උපාංග වේ. සිරස් DMOS උපාංග හා සසඳන විට, ඒවා අඩු ප්රතිරෝධයක් සහ වේගවත් මාරු කිරීමේ වේගයක් ලබා දෙයි.
සාම්ප්රදායික MOSFET සමඟ සසඳන විට, DMOS හි ඉහළ ධාරිතාවක් සහ අඩු ප්රතිරෝධයක් ඇත, එබැවින් එය බල ස්විච, බල මෙවලම් සහ විදුලි වාහන ධාවක වැනි අධි බලැති ඉලෙක්ට්රොනික උපාංගවල බහුලව භාවිතා වේ.
5. බයික්මෝස්
Bipolar CMOS යනු එකම චිපයක් මත CMOS සහ ද්විධ්රැව උපාංග එකවර ඒකාබද්ධ කරන තාක්ෂණයකි. එහි මූලික අදහස වන්නේ ප්රධාන ඒකක පරිපථය ලෙස CMOS උපාංග භාවිතා කිරීම සහ විශාල ධාරිත්රක බරක් ධාවනය කිරීමට අවශ්ය වන ද්විධ්රැව උපාංග හෝ පරිපථ එකතු කිරීමයි. එබැවින්, BiCMOS පරිපථවලට CMOS පරිපථවල ඉහළ ඒකාබද්ධතාවයේ සහ අඩු බල පරිභෝජනයේ වාසි සහ BJT පරිපථවල අධිවේගී හා ශක්තිමත් ධාරා ධාවන හැකියාවන්හි වාසි ඇත.
STMicroelectronics හි BiCMOS SiGe (සිලිකන් ජර්මේනියම්) තාක්ෂණය RF, ඇනලොග් සහ ඩිජිටල් කොටස් තනි චිපයක් මත ඒකාබද්ධ කරයි, එමඟින් බාහිර සංරචක ගණන සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කර බල පරිභෝජනය ප්රශස්ත කළ හැකිය.
6. බීසීඩී
Bipolar-CMOS-DMOS, මෙම තාක්ෂණයට BCD ක්රියාවලිය ලෙස හඳුන්වන එකම චිපයක් මත ද්විධ්රැව, CMOS සහ DMOS උපාංග සෑදිය හැකි අතර එය ප්රථම වරට STMicroelectronics (ST) විසින් 1986 දී සාර්ථකව සංවර්ධනය කරන ලදී.
බයිපෝලර් ඇනලොග් පරිපථ සඳහා සුදුසු වන අතර, CMOS ඩිජිටල් සහ තාර්කික පරිපථ සඳහා සුදුසු වන අතර, DMOS බල සහ අධි වෝල්ටීයතා උපාංග සඳහා සුදුසු වේ. BCD මෙම තුනෙහි වාසි ඒකාබද්ධ කරයි. අඛණ්ඩ වැඩිදියුණු කිරීමෙන් පසුව, බල කළමනාකරණය, ඇනලොග් දත්ත අත්පත් කර ගැනීම සහ බල ක්රියාකාරක යන ක්ෂේත්රවල නිෂ්පාදනවල BCD බහුලව භාවිතා වේ. ST හි නිල වෙබ් අඩවියට අනුව, BCD සඳහා පරිණත ක්රියාවලිය තවමත් 100nm පමණ වන අතර, 90nm තවමත් මූලාකෘති නිර්මාණයේ පවතින අතර, 40nmBCD තාක්ෂණය සංවර්ධනය වෙමින් පවතින එහි ඊළඟ පරම්පරාවේ නිෂ්පාදනවලට අයත් වේ.
පළ කිරීමේ කාලය: සැප්තැම්බර්-10-2024