Mirë se vini në faqen tonë të internetit për informacion dhe konsultime mbi produktet.
Uebfaqja jonë:https://www.vet-china.com/
Ndërsa proceset e prodhimit të gjysmëpërçuesve vazhdojnë të bëjnë përparime, një deklaratë e famshme e quajtur "Ligji i Moore" ka qarkulluar në industri. U propozua nga Gordon Moore, një nga themeluesit e Intel, në vitin 1965. Përmbajtja e tij kryesore është: numri i transistorëve që mund të vendosen në një qark të integruar do të dyfishohet afërsisht çdo 18 deri në 24 muaj. Ky ligj nuk është vetëm një analizë dhe parashikim i trendit të zhvillimit të industrisë, por edhe një forcë lëvizëse për zhvillimin e proceseve të prodhimit të gjysmëpërçuesve - gjithçka është për të bërë transistorë me madhësi më të vogla dhe performancë të qëndrueshme. Nga vitet 1950 deri më sot, rreth 70 vjet, janë zhvilluar gjithsej teknologji BJT, MOSFET, CMOS, DMOS dhe procese hibride BiCMOS dhe BCD.
1. BJT
Transistor bipolar i kryqëzimit (BJT), i njohur zakonisht si triod. Rrjedha e ngarkesës në tranzistor është kryesisht për shkak të difuzionit dhe lëvizjes së zhvendosjes së bartësve në kryqëzimin PN. Meqenëse përfshin rrjedhën si të elektroneve ashtu edhe të vrimave, quhet pajisje bipolare.
Duke u kthyer pas në historinë e lindjes së saj. Për shkak të idesë së zëvendësimit të triodave të vakumit me amplifikatorë të ngurtë, Shockley propozoi të kryente kërkime bazë mbi gjysmëpërçuesit në verën e vitit 1945. Në gjysmën e dytë të vitit 1945, Bell Labs krijoi një grup kërkimor të fizikës së gjendjes së ngurtë të kryesuar nga Shockley. Në këtë grup, nuk ka vetëm fizikanë, por edhe inxhinierë dhe kimistë të qarqeve, përfshirë Bardeen, një fizikant teorik, dhe Brattain, një fizikant eksperimental. Në dhjetor 1947, një ngjarje që u konsiderua si një moment historik nga brezat e mëvonshëm ndodhi në mënyrë brilante - Bardeen dhe Brattain shpikën me sukses transistorin e parë në botë me germanium me kontakt pikësor me amplifikim rryme.
Transistori i parë me kontakt pikësor i Bardeen dhe Brattain
Menjëherë pas kësaj, Shockley shpiku tranzistorin bipolar të kryqëzimit në vitin 1948. Ai propozoi që tranzistori mund të përbëhet nga dy kryqëzime pn, njëra me polarizim të përparmë dhe tjetra me polarizim të kundërt, dhe mori një patentë në qershor 1948. Në vitin 1949, ai publikoi teorinë e detajuar të funksionimit të tranzistorit të kryqëzimit. Më shumë se dy vjet më vonë, shkencëtarët dhe inxhinierët në Bell Labs zhvilluan një proces për të arritur prodhimin masiv të tranzistorëve të kryqëzimit (një moment historik në vitin 1951), duke hapur një epokë të re të teknologjisë elektronike. Në njohje të kontributeve të tyre në shpikjen e transistorëve, Shockley, Bardeen dhe Brattain fituan së bashku Çmimin Nobel në Fizikë në vitin 1956.
Diagrama e thjeshtë strukturore e tranzistorit të kryqëzimit bipolar NPN
Lidhur me strukturën e transistorëve bipolarë të kryqëzimit, BJT-të e zakonshme janë NPN dhe PNP. Struktura e brendshme e detajuar tregohet në figurën më poshtë. Rajoni gjysmëpërçues i papastërtive që korrespondon me emetuesin është rajoni i emetuesit, i cili ka një përqendrim të lartë dopingu; rajoni gjysmëpërçues i papastërtive që korrespondon me bazën është rajoni i bazës, i cili ka një gjerësi shumë të hollë dhe një përqendrim shumë të ulët dopingu; rajoni gjysmëpërçues i papastërtive që korrespondon me kolektorin është rajoni i kolektorit, i cili ka një sipërfaqe të madhe dhe një përqendrim shumë të ulët dopingu.
Avantazhet e teknologjisë BJT janë shpejtësia e lartë e reagimit, transkonduktanca e lartë (ndryshimet e tensionit të hyrjes korrespondojnë me ndryshime të mëdha të rrymës së daljes), zhurma e ulët, saktësia e lartë analoge dhe aftësia e drejtimit të rrymës së fortë; disavantazhet janë integrimi i ulët (thellësia vertikale nuk mund të reduktohet me madhësinë anësore) dhe konsumi i lartë i energjisë.
2. MOS
Transistori me Efekt Fushe Gjysmëpërçues me Oksid Metali (Metal Oksid Gjysmëpërçues FET), domethënë, një transistor me efekt fushe që kontrollon ndërrimin e kanalit përçues të gjysmëpërçuesit (S) duke aplikuar tension në portën e shtresës metalike (alumin M-metal) dhe burimin përmes shtresës së oksidit (shtresa izoluese O-SiO2) për të gjeneruar efektin e fushës elektrike. Meqenëse porta dhe burimi, si dhe porta dhe kulluesi janë të izoluara nga shtresa izoluese SiO2, MOSFET quhet edhe një transistor me efekt fushe me portë të izoluar. Në vitin 1962, Bell Labs njoftoi zyrtarisht zhvillimin e suksesshëm, i cili u bë një nga momentet më të rëndësishme në historinë e zhvillimit të gjysmëpërçuesve dhe hodhi drejtpërdrejt themelet teknike për ardhjen e memories gjysmëpërçuese.
MOSFET-i mund të ndahet në kanalin P dhe kanalin N sipas llojit të kanalit përçues. Sipas amplitudës së tensionit të portës, ai mund të ndahet në: llojin e varfërimit - kur tensioni i portës është zero, ekziston një kanal përçues midis kulluesit dhe burimit; llojin e përforcimit - për pajisjet me kanale N (P), ekziston një kanal përçues vetëm kur tensioni i portës është më i madh (më pak se) zero, dhe MOSFET-i i fuqisë është kryesisht i llojit të përforcimit të kanalit N.
Dallimet kryesore midis MOS dhe triodës përfshijnë, por nuk kufizohen vetëm në pikat e mëposhtme:
Triodat janë pajisje bipolare sepse si bartësit e shumicës ashtu edhe ata të pakicës marrin pjesë në përçueshmëri në të njëjtën kohë; ndërsa MOS përçon energji elektrike vetëm përmes bartësve të shumicës në gjysmëpërçues dhe quhet edhe tranzistor unipolar.
Triodat janë pajisje të kontrolluara nga rryma me konsum relativisht të lartë të energjisë; ndërsa MOSFET-et janë pajisje të kontrolluara nga tensioni me konsum të ulët të energjisë.
-Triodet kanë rezistencë të madhe të kyçjes, ndërsa tubat MOS kanë rezistencë të vogël të kyçjes, vetëm disa qindra miliohmë. Në pajisjet elektrike aktuale, tubat MOS përdoren përgjithësisht si çelësa, kryesisht sepse efikasiteti i MOS është relativisht i lartë krahasuar me triodat.
Triodat kanë një kosto relativisht të favorshme, dhe tubat MOS janë relativisht të shtrenjta.
-Në ditët e sotme, tubat MOS përdoren për të zëvendësuar triodat në shumicën e skenarëve. Vetëm në disa skenarë me fuqi të ulët ose të pandjeshëm ndaj energjisë, ne do të përdorim trioda duke marrë parasysh avantazhin e çmimit.
3. CMOS
Gjysmëpërçues plotësues me oksid metali: Teknologjia CMOS përdor transistorë gjysmëpërçues oksid metali (MOSFET) plotësues të tipit p dhe tipit n për të ndërtuar pajisje elektronike dhe qarqe logjike. Figura e mëposhtme tregon një invertor të zakonshëm CMOS, i cili përdoret për konvertimin "1→0" ose "0→1".
Figura e mëposhtme është një prerje tipike tërthore e CMOS. Ana e majtë është NMS, dhe ana e djathtë është PMOS. Polet G të dy MOS janë të lidhura së bashku si një hyrje e përbashkët e portës, dhe polet D janë të lidhura së bashku si një dalje e përbashkët e kulluesit. VDD është e lidhur me burimin e PMOS, dhe VSS është e lidhur me burimin e NMOS.
Në vitin 1963, Wanlass dhe Sah të Fairchild Semiconductor shpikën qarkun CMOS. Në vitin 1968, Korporata Amerikane e Radios (RCA) zhvilloi produktin e parë të qarkut të integruar CMOS, dhe që atëherë, qarku CMOS ka arritur një zhvillim të madh. Përparësitë e tij janë konsumi i ulët i energjisë dhe integrimi i lartë (procesi STI/LOCOS mund ta përmirësojë më tej integrimin); disavantazhi i tij është ekzistenca e një efekti bllokimi (polarizimi i kundërt i kryqëzimit PN përdoret si izolim midis tubave MOS, dhe interferenca mund të formojë lehtësisht një lak të përmirësuar dhe ta djegë qarkun).
4. DMOS
Gjysmëpërçues Oksid Metali me Shpërndarje të Dyfishtë: Ngjashëm me strukturën e pajisjeve të zakonshme MOSFET, ai gjithashtu ka burim, kullues, portë dhe elektroda të tjera, por tensioni i ndarjes së skajit të kulluesit është i lartë. Përdoret procesi i difuzionit të dyfishtë.
Figura më poshtë tregon prerjen tërthore të një DMOS standard me kanal N. Ky lloj pajisjeje DMOS zakonisht përdoret në aplikacionet e ndërrimit të anës së ulët, ku burimi i MOSFET është i lidhur me tokëzimin. Përveç kësaj, ekziston një DMOS me kanal P. Ky lloj pajisjeje DMOS zakonisht përdoret në aplikacionet e ndërrimit të anës së lartë, ku burimi i MOSFET është i lidhur me një tension pozitiv. Ngjashëm me CMOS, pajisjet DMOS plotësuese përdorin MOSFET me kanal N dhe kanal P në të njëjtin çip për të ofruar funksione plotësuese të ndërrimit.
Në varësi të drejtimit të kanalit, DMOS mund të ndahet në dy lloje, përkatësisht në transistor vertikal me efekt fushe të oksidit metalik gjysmëpërçues me shpërndarje të dyfishtë VDMOS (Vertical Double-Diffused MOSFET) dhe transistor lateral me efekt fushe të oksidit metalik gjysmëpërçues me shpërndarje të dyfishtë LDMOS (Lateral Double-Diffused MOSFET).
Pajisjet VDMOS janë projektuar me një kanal vertikal. Krahasuar me pajisjet anësore DMOS, ato kanë tension më të lartë ndarjeje dhe aftësi trajtimi të rrymës, por rezistenca e ndezjes është ende relativisht e madhe.
Pajisjet LDMOS janë projektuar me një kanal anësor dhe janë pajisje MOSFET fuqie asimetrike. Krahasuar me pajisjet vertikale DMOS, ato lejojnë rezistencë më të ulët të kyçjes dhe shpejtësi më të larta të ndërrimit.
Krahasuar me MOSFET-et tradicionale, DMOS ka kapacitet më të lartë të aktivizimit dhe rezistencë më të ulët, kështu që përdoret gjerësisht në pajisjet elektronike me fuqi të lartë, siç janë çelësat e energjisë, mjetet elektrike dhe transmisionet e automjeteve elektrike.
5. BiCMOS
CMOS bipolar është një teknologji që integron CMOS dhe pajisje bipolare në të njëjtin çip në të njëjtën kohë. Ideja e saj themelore është të përdorë pajisjet CMOS si qarkun kryesor të njësisë dhe të shtojë pajisje ose qarqe bipolare ku kërkohet të drejtohen ngarkesa të mëdha kapacitive. Prandaj, qarqet BiCMOS kanë avantazhet e integrimit të lartë dhe konsumit të ulët të energjisë së qarqeve CMOS, si dhe avantazhet e aftësive të drejtimit me shpejtësi të lartë dhe rrymë të fortë të qarqeve BJT.
Teknologjia BiCMOS SiGe (silic germanium) e STMicroelectronics integron pjesët RF, analoge dhe dixhitale në një çip të vetëm, gjë që mund të zvogëlojë ndjeshëm numrin e komponentëve të jashtëm dhe të optimizojë konsumin e energjisë.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, kjo teknologji mund të krijojë pajisje bipolare, CMOS dhe DMOS në të njëjtin çip, i quajtur proces BCD, i cili u zhvillua me sukses për herë të parë nga STMicroelectronics (ST) në vitin 1986.
Teknologjia bipolare është e përshtatshme për qarqet analoge, CMOS është e përshtatshme për qarqet dixhitale dhe logjike, dhe DMOS është e përshtatshme për pajisjet e energjisë dhe të tensionit të lartë. BCD kombinon avantazhet e të trejave. Pas përmirësimit të vazhdueshëm, BCD përdoret gjerësisht në produktet në fushat e menaxhimit të energjisë, mbledhjes së të dhënave analoge dhe aktuatorëve të energjisë. Sipas faqes zyrtare të internetit të ST, procesi i pjekur për BCD është ende rreth 100 nm, 90 nm është ende në dizajn prototipi, dhe teknologjia 40 nmBCD i përket produkteve të gjeneratës së ardhshme në zhvillim e sipër.
Koha e postimit: 10 shtator 2024