Mahsulot haqida ma'lumot va maslahat olish uchun veb-saytimizga xush kelibsiz.
Bizning veb-saytimiz:https://www.vet-china.com/
Yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish jarayonlari yutuqlarga erishishda davom etar ekan, sanoatda "Mur qonuni" deb nomlangan mashhur bayonot tarqaldi. Uni 1965-yilda Intel asoschilaridan biri Gordon Mur taklif qilgan. Uning asosiy mazmuni: integral mikrosxemaga joylashtirilishi mumkin bo'lgan tranzistorlar soni taxminan har 18-24 oyda ikki baravar ko'payadi. Bu qonun nafaqat sanoatning rivojlanish tendentsiyasini tahlil qilish va bashorat qilish, balki yarimo'tkazgichlar ishlab chiqarish jarayonlarini rivojlantirish uchun harakatlantiruvchi kuch hamdir - hamma narsa kichikroq o'lchamli va barqaror ishlashga ega tranzistorlar ishlab chiqarishga qaratilgan. 1950-yillardan hozirgi kungacha, taxminan 70 yil davomida jami BJT, MOSFET, CMOS, DMOS va gibrid BiCMOS va BCD jarayon texnologiyalari ishlab chiqildi.
1. BJT
Bipolyar birikma tranzistori (BJT), odatda triod deb nomlanadi. Tranzistordagi zaryad oqimi asosan PN birikmasidagi tashuvchilarning diffuziya va drift harakati tufayli yuzaga keladi. U elektronlar va teshiklarning oqimini o'z ichiga olganligi sababli, u bipolyar qurilma deb ataladi.
Uning paydo bo'lish tarixiga nazar tashlasak. Vakuum triodlarini qattiq kuchaytirgichlar bilan almashtirish g'oyasi tufayli Shokli 1945 yil yozida yarimo'tkazgichlar bo'yicha fundamental tadqiqotlar o'tkazishni taklif qildi. 1945 yilning ikkinchi yarmida Bell Labs Shokli boshchiligidagi qattiq jismlar fizikasi bo'yicha tadqiqot guruhini tashkil etdi. Bu guruhda nafaqat fiziklar, balki nazariy fizik Bardin va eksperimental fizik Brattain kabi sxema muhandislari va kimyogarlar ham bor. 1947 yil dekabr oyida keyingi avlodlar tomonidan muhim voqea deb hisoblangan voqea ajoyib tarzda sodir bo'ldi - Bardin va Brattain dunyodagi birinchi tok kuchaytirgichli germaniy nuqtali kontakt tranzistorini muvaffaqiyatli ixtiro qilishdi.
Bardin va Brattainning birinchi nuqtali kontaktli tranzistori
Ko'p o'tmay, Shokli 1948-yilda bipolyar birikma tranzistorini ixtiro qildi. U tranzistor ikkita pn birikmasidan, biri oldinga yo'naltirilgan va ikkinchisi teskari yo'naltirilgan birikmalardan iborat bo'lishi mumkinligini taklif qildi va 1948-yil iyun oyida patent oldi. 1949-yilda u birikma tranzistorining ishlash nazariyasini nashr etdi. Ikki yildan ko'proq vaqt o'tgach, Bell Labs olimlari va muhandislari birikma tranzistorlarini ommaviy ishlab chiqarishga erishish jarayonini ishlab chiqdilar (1951-yildagi muhim bosqich), bu elektron texnologiyalarning yangi davrini ochdi. Tranzistorlarni ixtiro qilishga qo'shgan hissalarini e'tirof etib, Shokli, Bardin va Brattain birgalikda 1956-yilda fizika bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'lishdi.
NPN bipolyar birikma tranzistorining oddiy strukturaviy diagrammasi
Bipolyar birikma tranzistorlarining tuzilishiga kelsak, keng tarqalgan BJTlar NPN va PNP hisoblanadi. Batafsil ichki tuzilish quyidagi rasmda ko'rsatilgan. Emitterga mos keladigan aralashma yarimo'tkazgichli mintaqa yuqori qo'shilish konsentratsiyasiga ega bo'lgan emitter mintaqasi; asosga mos keladigan aralashma yarimo'tkazgichli mintaqa juda yupqa kenglik va juda past qo'shilish konsentratsiyasiga ega bo'lgan asos mintaqasi; kollektorga mos keladigan aralashma yarimo'tkazgichli mintaqa katta maydon va juda past qo'shilish konsentratsiyasiga ega bo'lgan kollektor mintaqasi.
BJT texnologiyasining afzalliklari yuqori javob tezligi, yuqori o'tkazuvchanlik (kirish kuchlanishining o'zgarishi katta chiqish oqimining o'zgarishiga mos keladi), past shovqin, yuqori analog aniqlik va kuchli tok haydash qobiliyatidir; kamchiliklari past integratsiya (vertikal chuqurlikni lateral o'lcham bilan kamaytirish mumkin emas) va yuqori quvvat sarfi hisoblanadi.
2. MOS
Metall oksidi yarimo'tkazgichli dala effekti tranzistori (Metall oksidi yarimo'tkazgichli FET), ya'ni yarimo'tkazgich (S) o'tkazuvchan kanalining kalitini metall qatlam (M-metal alyuminiy) darvozasiga va manbaga oksid qatlami (O-izolyatsiya qatlami SiO2) orqali kuchlanish qo'llash orqali boshqaradigan dala effekti tranzistori bo'lib, elektr maydoni effektini hosil qiladi. Darvoza va manba, darvoza va drenaj SiO2 izolyatsion qatlami bilan ajratilganligi sababli, MOSFET shuningdek, izolyatsiyalangan darvoza dala effekti tranzistori deb ham ataladi. 1962-yilda Bell Labs rasman muvaffaqiyatli ishlab chiqishni e'lon qildi, bu yarimo'tkazgichlar rivojlanishi tarixidagi eng muhim bosqichlardan biriga aylandi va yarimo'tkazgich xotirasining paydo bo'lishi uchun bevosita texnik poydevor qo'ydi.
MOSFET o'tkazuvchan kanal turiga ko'ra P kanali va N kanaliga bo'linishi mumkin. Darvoza kuchlanishining amplitudasiga ko'ra, uni quyidagilarga bo'lish mumkin: kamayish turi - darvoza kuchlanishi nolga teng bo'lganda, drenaj va manba o'rtasida o'tkazuvchan kanal mavjud; kuchaytirish turi - N (P) kanal qurilmalari uchun faqat darvoza kuchlanishi noldan katta (kamroq) bo'lganda o'tkazuvchan kanal mavjud va quvvat MOSFET asosan N kanalini kuchaytirish turidir.
MOS va triod o'rtasidagi asosiy farqlar quyidagilarni o'z ichiga oladi, ammo ular bilan cheklanmaydi:
-Triodlar bipolyar qurilmalardir, chunki ko'pchilik va ozchilik tashuvchilar bir vaqtning o'zida o'tkazuvchanlikda ishtirok etadilar; MOS esa yarimo'tkazgichlardagi faqat ko'pchilik tashuvchilar orqali elektr tokini o'tkazadi va unipolyar tranzistor deb ham ataladi.
- Triodlar nisbatan yuqori quvvat sarfiga ega tok bilan boshqariladigan qurilmalar; MOSFETlar esa kam quvvat sarfiga ega kuchlanish bilan boshqariladigan qurilmalardir.
-Triodlar katta qarshilikka ega, MOS lampalar esa kichik qarshilikka ega, atigi bir necha yuz milliohm. Hozirgi elektr qurilmalarida MOS lampalar odatda kalit sifatida ishlatiladi, asosan MOSning samaradorligi triodlarga nisbatan nisbatan yuqori.
-Triodlar nisbatan foydali narxga ega va MOS naychalari nisbatan qimmat.
- Bugungi kunda MOS lampalari ko'pgina stsenariylarda triodlarni almashtirish uchun ishlatiladi. Faqat ba'zi kam quvvatli yoki quvvatga sezgir bo'lmagan stsenariylarda biz narx afzalligini hisobga olgan holda triodlardan foydalanamiz.
3. CMOS
Qo'shimcha metall oksidi yarimo'tkazgich: CMOS texnologiyasi elektron qurilmalar va mantiqiy sxemalarni yaratish uchun qo'shimcha p-turdagi va n-turdagi metall oksidi yarimo'tkazgich tranzistorlaridan (MOSFET) foydalanadi. Quyidagi rasmda "1→0" yoki "0→1" konvertatsiya qilish uchun ishlatiladigan keng tarqalgan CMOS inverteri ko'rsatilgan.
Quyidagi rasmda odatiy CMOS kesimi ko'rsatilgan. Chap tomon NMS, o'ng tomon esa PMOS. Ikki MOS ning G qutblari umumiy darvoza kirishi sifatida bir-biriga ulangan va D qutblari umumiy drenaj chiqishi sifatida bir-biriga ulangan. VDD PMOS manbaiga, VSS esa NMOS manbaiga ulangan.
1963-yilda Fairchild Semiconductor kompaniyasidan Wanlass va Sah CMOS sxemasini ixtiro qilishdi. 1968-yilda Amerika Radio Korporatsiyasi (RCA) birinchi CMOS integral sxemasini ishlab chiqdi va o'shandan beri CMOS sxemasi katta rivojlanishga erishdi. Uning afzalliklari kam energiya sarfi va yuqori integratsiya (STI/LOCOS jarayoni integratsiyani yanada yaxshilashi mumkin); uning kamchiligi qulflash effektining mavjudligidir (PN birikmasining teskari tarafkashligi MOS naychalari orasidagi izolyatsiya sifatida ishlatiladi va shovqin osongina kuchaytirilgan halqa hosil qilishi va sxemani yoqib yuborishi mumkin).
4. DMOS
Ikki marta diffuziyalangan metall oksidi yarimo'tkazgich: Oddiy MOSFET qurilmalarining tuzilishiga o'xshash, u manba, drenaj, darvoza va boshqa elektrodlarga ham ega, ammo drenaj uchining parchalanish kuchlanishi yuqori. Ikki marta diffuziya jarayoni qo'llaniladi.
Quyidagi rasmda standart N-kanalli DMOS ning kesimi ko'rsatilgan. Ushbu turdagi DMOS qurilmasi odatda MOSFET manbai yerga ulangan past tomonli kommutatsiya dasturlarida qo'llaniladi. Bundan tashqari, P-kanalli DMOS mavjud. Ushbu turdagi DMOS qurilmasi odatda yuqori tomonli kommutatsiya dasturlarida qo'llaniladi, bu yerda MOSFET manbai musbat kuchlanishga ulangan. CMOSga o'xshab, qo'shimcha DMOS qurilmalari qo'shimcha kommutatsiya funktsiyalarini ta'minlash uchun bir xil chipda N-kanalli va P-kanalli MOSFETlardan foydalanadi.
Kanal yo'nalishiga qarab, DMOS ikki turga bo'linishi mumkin, ya'ni vertikal ikki tomonlama diffuzli metall oksidi yarimo'tkazgichli dala effekti tranzistor VDMOS (Vertikal ikki tomonlama diffuzli MOSFET) va lateral ikki tomonlama diffuzli metall oksidi yarimo'tkazgichli dala effekti tranzistor LDMOS (Lateral Double-Diffused MOSFET).
VDMOS qurilmalari vertikal kanal bilan ishlab chiqilgan. Yon DMOS qurilmalari bilan taqqoslaganda, ular yuqori uzilish kuchlanishi va tokni boshqarish qobiliyatiga ega, ammo qarshilik hali ham nisbatan katta.
LDMOS qurilmalari lateral kanal bilan ishlab chiqilgan va assimetrik quvvatli MOSFET qurilmalari hisoblanadi. Vertikal DMOS qurilmalari bilan taqqoslaganda, ular pastroq qarshilik va tezroq kommutatsiya tezligini ta'minlaydi.
An'anaviy MOSFETlar bilan taqqoslaganda, DMOS yuqori quvvatga va past qarshilikka ega, shuning uchun u quvvat kalitlari, elektr asboblari va elektr transport vositalari drayverlari kabi yuqori quvvatli elektron qurilmalarda keng qo'llaniladi.
5. BiCMOS
Bipolyar CMOS - bu CMOS va bipolyar qurilmalarni bir vaqtning o'zida bir xil chipda birlashtiruvchi texnologiya. Uning asosiy g'oyasi CMOS qurilmalarini asosiy blok sxemasi sifatida ishlatish va katta sig'imli yuklarni boshqarish talab qilinadigan bipolyar qurilmalar yoki sxemalarni qo'shishdir. Shuning uchun, BiCMOS sxemalari CMOS sxemalarining yuqori integratsiyasi va kam quvvat sarfi, shuningdek, BJT sxemalarining yuqori tezlik va kuchli tok haydash imkoniyatlarining afzalliklariga ega.
STMicroelectronics kompaniyasining BiCMOS SiGe (kremniy germaniy) texnologiyasi RF, analog va raqamli qismlarni bitta chipga birlashtiradi, bu esa tashqi komponentlar sonini sezilarli darajada kamaytirishi va energiya sarfini optimallashtirishi mumkin.
6. BCD
Bipolyar-CMOS-DMOS, bu texnologiya bir xil chipda bipolyar, CMOS va DMOS qurilmalarini yaratishi mumkin, bu BCD jarayoni deb ataladi va bu jarayon birinchi marta 1986-yilda STMicroelectronics (ST) tomonidan muvaffaqiyatli ishlab chiqilgan.
Bipolyar analog sxemalar uchun, CMOS raqamli va mantiqiy sxemalar uchun, DMOS esa quvvat va yuqori kuchlanishli qurilmalar uchun mos keladi. BCD uchtasining afzalliklarini birlashtiradi. Doimiy takomillashtirishdan so'ng, BCD quvvatni boshqarish, analog ma'lumotlarni yig'ish va quvvat aktuatorlari sohalaridagi mahsulotlarda keng qo'llaniladi. ST rasmiy veb-saytiga ko'ra, BCD uchun yetuk jarayon hali ham 100 nm atrofida, 90 nm hali ham prototip dizaynida va 40 nmBCD texnologiyasi uning ishlab chiqilayotgan keyingi avlod mahsulotlariga tegishli.
Nashr vaqti: 2024-yil 10-sentabr