Ongi etorri gure webgunera produktuen informazioa eta kontsultarako.
Gure webgunea:https://www.vet-china.com/
Erdieroaleen fabrikazio-prozesuek aurrerapausoak ematen jarraitzen duten heinean, "Moore-ren legea" izeneko adierazpen famatua zirkulatzen ari da industrian. Gordon Moore-k, Intel-en sortzaileetako batek, 1965ean proposatu zuen. Bere oinarrizko edukia hau da: zirkuitu integratu batean sartu daitezkeen transistore kopurua bikoiztu egingo da gutxi gorabehera 18-24 hilabetez behin. Lege hau industriaren garapen-joeraren azterketa eta iragarpena ez ezik, erdieroaleen fabrikazio-prozesuen garapenerako indarra ere bada - dena da tamaina txikiagoa eta errendimendu egonkorra duten transistoreak egitea. 1950eko hamarkadatik gaur egunera arte, 70 urte inguru, guztira BJT, MOSFET, CMOS, DMOS eta BiCMOS eta BCD prozesuen teknologia hibridoak garatu dira.
1. BJT
Bipolar Junction transistore (BJT), normalean triodo bezala ezagutzen dena. Transistorearen karga-fluxua batez ere PN lotunean eramaileen difusio eta noraez higidurari dagokio. Elektroien zein zuloen fluxua dakarenez, gailu bipolarra deritzo.
Bere jaiotzaren historiari erreparatuz. Hutseko triodoak anplifikadore solidoekin ordezkatzeko ideia zela eta, Shockleyk erdieroaleei buruzko oinarrizko ikerketak egitea proposatu zuen 1945eko udan. 1945eko bigarren erdian, Bell Labsek Shockley buru zuen egoera solidoko fisikako ikerketa-talde bat sortu zuen. Talde honetan, fisikariak ez ezik, zirkuituko ingeniariak eta kimikariak ere badaude, horien artean Bardeen, fisikari teorikoa, eta Brattain, fisikari esperimentala. 1947ko abenduan, ondorengo belaunaldiek mugarritzat hartu zuten gertaera bikain gertatu zen - Bardeen-ek eta Brattain-ek arrakastaz asmatu zuten korronte anplifikazioarekin munduko lehen germanio-puntu-kontaktu-transistorea.
Bardeen eta Brattain-en lehen kontaktu puntuko transistorea
Handik gutxira, Shockleyk juntura bipolarraren transistorea asmatu zuen 1948an. Transistorea bi pn junturaz osatuta egon daitekeela proposatu zuen, bata aurrerako polarizatua eta bestea alderantzizkoa, eta patente bat lortu zuen 1948ko ekainean. 1949an, teoria zehatza argitaratu zuen. juntura-transistorearen funtzionamenduaz. Bi urte baino gehiago geroago, Bell Labs-eko zientzialari eta ingeniariek juntura-transistoreen ekoizpen masiboa lortzeko prozesu bat garatu zuten (mugarria 1951n), teknologia elektronikoaren aro berri bat irekiz. Transistoreen asmakuntzari egindako ekarpenak aintzat hartuta, Shockley, Bardeen eta Brattain-ek elkarrekin irabazi zuten 1956ko Fisikako Nobel Saria.
NPN juntura bipolarren transistorearen egitura-diagrama sinplea
Juntura bipolarren transistoreen egiturari dagokionez, BJT arruntak NPN eta PNP dira. Barne egitura zehatza beheko irudian ageri da. Igorleari dagokion ezpurutasun erdieroaleen eskualdea igorlearen eskualdea da, dopin-kontzentrazio handia duena; oinarriari dagokion ezpurutasun erdieroale-eskualdea oinarri-eskualdea da, zabalera oso mehea eta dopin-kontzentrazio oso baxua duena; kolektoreari dagokion ezpurutasun erdieroale-eskualdea kolektore-eskualdea da, eremu handia eta dopin-kontzentrazio oso baxua duena.
BJT teknologiaren abantailak erantzun-abiadura handia, transkonduktantzia handia (sarrerako tentsio-aldaketak irteerako korronte-aldaketa handiei dagozkie), zarata txikia, zehaztasun analogiko handia eta korronte gidatzeko gaitasun handia dira; desabantailak integrazio baxua (sakonera bertikala ezin da murriztu alboko tamainarekin) eta potentzia-kontsumo handia dira.
2. MOS
Metal Oxido Erdieroalearen Eremu Efektuko Transistorea (Metal Oxide Semiconductor FET), hau da, erdieroalearen (S) kanal eroalearen etengailua kontrolatzen duen eremu-efektuko transistorea metalezko geruzaren ateari (M-metal aluminioa) eta tentsioa aplikatuz. iturburua oxido-geruzaren bidez (O-geruza isolatzailea SiO2) eremu elektrikoaren eragina sortzeko. Atea eta iturria, eta atea eta draina SiO2 geruza isolatzailearekin isolatuta daudenez, MOSFET ate isolatu eremu efektuko transistore ere deitzen zaio. 1962an, Bell Labs-ek garapen arrakastatsuaren berri eman zuen ofizialki, erdieroaleen garapenaren historiako mugarri garrantzitsuenetako bat bihurtu zen eta zuzenean erdieroaleen memoriaren agerpenaren oinarri teknikoak ezarri zituen.
MOSFET P kanalean eta N kanaletan bana daiteke kanal eroale motaren arabera. Atearen tentsioaren anplitudearen arabera, honela bana daiteke: agortze mota: atearen tentsioa zero denean, kanal eroale bat dago drainatzearen eta iturriaren artean; hobekuntza-mota N (P) kanaleko gailuetarako, kanal eroale bat dago atearen tentsioa zero baino handiagoa denean (baino txikiagoa) eta potentzia MOSFET-a N kanal hobekuntza mota da batez ere.
MOS eta triodoaren arteko desberdintasun nagusiak honako puntu hauek dira, baina ez dira mugatzen:
-Triodoak gailu bipolarrak dira, garraiolari gehienek zein gutxiengoek aldi berean parte hartzen baitute eroanean; MOSek, berriz, elektrizitatea erdieroaleetan eramaile gehienen bidez bakarrik eroaten du, eta transistore unipolar ere esaten zaio.
-Triodoak korronte bidez kontrolatutako gailuak dira, potentzia-kontsumo nahiko altua dutenak; MOSFETak, berriz, tentsioz kontrolatutako gailuak dira, potentzia-kontsumo txikia dutenak.
-Triodoek on-erresistentzia handia dute, MOS hodiek berriz on-erresistentzia txikia dute, ehunka miliohm baino ez. Gaur egungo gailu elektrikoetan, MOS hodiak etengailu gisa erabiltzen dira orokorrean, batez ere MOSen eraginkortasuna nahiko altua delako triodoekin alderatuta.
-Triodoek kostu nahiko abantailatsua dute, eta MOS hodiak nahiko garestiak dira.
-Gaur egun, eszenatoki gehienetan triodoak ordezkatzeko MOS hodiak erabiltzen dira. Potentzia baxuko edo potentziarik gabeko agertoki batzuetan bakarrik, triodoak erabiliko ditugu prezioen abantaila kontuan hartuta.
3. CMOS
Metal Oxido Erdieroale Osagarria: CMOS teknologiak p motako eta n motako metal oxidozko erdieroaleen transistore osagarriak (MOSFET) erabiltzen ditu gailu elektronikoak eta zirkuitu logikoak eraikitzeko. Hurrengo irudiak CMOS inbertsore arrunt bat erakusten du, "1→0" edo "0→1" bihurtzeko erabiltzen dena.
Ondoko irudia CMOS ebakidura tipiko bat da. Ezkerreko aldea NMS da, eta eskuinekoa PMOS. Bi MOSen G poloak elkarrekin konektatzen dira ate sarrera komun gisa, eta D poloak drainatze irteera komun gisa. VDD PMOS iturrira konektatzen da eta VSS NMOS iturrira.
1963an, Fairchild Semiconductor-eko Wanlass eta Sah-ek CMOS zirkuitua asmatu zuten. 1968an, American Radio Corporation (RCA) CMOS zirkuitu integratuko lehen produktua garatu zuen, eta orduz geroztik, CMOS zirkuituak garapen handia lortu du. Bere abantailak potentzia-kontsumo txikia eta integrazio handia dira (STI/LOCOS prozesuak integrazioa gehiago hobe dezake); bere desabantaila blokeo-efektua egotea da (PN lotunearen alderantzizko alborapena erabiltzen da MOS hodien arteko isolamendu gisa, eta interferentziak begizta hobetua erraz sor dezake eta zirkuitua erre).
4. DMOS
Metal Oxido Bikoitzeko Erdieroalea: MOSFET gailu arrunten egituraren antzera, iturria, draina, atea eta beste elektrodo batzuk ere baditu, baina drainatze muturreko matxura-tentsioa handia da. Difusio bikoitzeko prozesua erabiltzen da.
Beheko irudiak N kanaleko DMOS estandar baten ebakidura erakusten du. DMOS gailu mota hau alde baxuko kommutazio-aplikazioetan erabili ohi da, non MOSFET-aren iturria lurrera konektatzen den. Horrez gain, P kanaleko DMOS bat dago. DMOS gailu mota hau alde altuko kommutazio aplikazioetan erabiltzen da normalean, non MOSFETaren iturria tentsio positibo batera konektatuta dagoen. CMOSen antzera, DMOS gailu osagarriek N kanaleko eta P kanaleko MOSFETak erabiltzen dituzte txip berean, kommutazio funtzio osagarriak eskaintzeko.
Kanalaren norabidearen arabera, DMOS bi motatan bana daiteke, hots, metal oxido erdieroale bikoitzeko hedapen bertikala VDMOS (Vertical Double-Diffused MOSFET) eta alboko metal oxido erdieroale bikoitzeko eremu efektu transistore LDMOS (Lateral Double). -MOSFET difusa).
VDMOS gailuak kanal bertikal batekin diseinatuta daude. Alboko DMOS gailuekin alderatuta, matxura-tentsio eta korrontea maneiatzeko gaitasun handiagoak dituzte, baina erresistentzia nahiko handia da oraindik.
LDMOS gailuak alboko kanal batekin diseinatuta daude eta potentzia asimetrikoko MOSFET gailuak dira. DMOS gailu bertikalekin alderatuta, pizteko erresistentzia txikiagoa eta aldatzeko abiadura azkarragoak ahalbidetzen dituzte.
MOSFET tradizionalekin alderatuta, DMOS-ek on-kapazitate handiagoa eta erresistentzia txikiagoa du, beraz, asko erabiltzen da potentzia handiko gailu elektronikoetan, hala nola etengailuak, erremintak eta ibilgailu elektrikoak.
5. BiCMOS
Bipolar CMOS CMOS eta gailu bipolarrak txip berean aldi berean integratzen dituen teknologia da. Bere oinarrizko ideia CMOS gailuak unitateko zirkuitu nagusi gisa erabiltzea da, eta karga kapazitibo handiak bultzatu behar diren gailu bipolarrak edo zirkuitu gehitzea. Hori dela eta, BiCMOS zirkuituek CMOS zirkuituen integrazio handiko eta potentzia-kontsumo baxuaren abantailak dituzte, eta BJT zirkuituen abiadura handiko eta korronte sendoaren gidatzeko gaitasunen abantailak.
STMicroelectronics-en BiCMOS SiGe (siliziozko germanioa) teknologiak RF, analogikoak eta digitalak txip bakarrean integratzen ditu, eta horrek kanpoko osagaien kopurua nabarmen murriztu dezake eta energia-kontsumoa optimizatu dezake.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, teknologia honek gailu bipolarrak, CMOS eta DMOS egin ditzake txip berean, BCD prozesua izenekoa, STMicroelectronics-ek (ST) 1986an arrakastaz garatu zuena.
Bipolarra zirkuitu analogikoetarako egokia da, CMOS zirkuitu digital eta logikoetarako egokia da eta DMOS potentzia eta tentsio handiko gailuetarako egokia da. BCDk hiruren abantailak batzen ditu. Etengabeko hobekuntzaren ondoren, BCD asko erabiltzen da potentziaren kudeaketaren, datu analogikoen eskuratzeen eta potentzia-eragileen alorreko produktuetan. ST-ren webgune ofizialaren arabera, BCDren prozesu heldua 100nm ingurukoa da oraindik, 90nm prototipoen diseinuan dago oraindik eta 40nmBCD teknologia garatzen ari diren hurrengo belaunaldiko produktuei dagokie.
Argitalpenaren ordua: 2024-09-10