Ji bo agahdariya hilberê û şêwirmendiyê hûn bi xêr hatin malpera me.
Malpera me:https://www.vet-china.com/
Her ku pêvajoyên hilberîna nîvconductor berdewam dikin ku destkeftiyên xwe çêkin, daxuyaniyek navdar a bi navê "Qanûna Moore" di pîşesaziyê de belav dibe. Ew ji hêla Gordon Moore, yek ji damezrînerên Intel, di sala 1965-an de hate pêşniyar kirin. Naveroka wê ya bingehîn ev e: Hejmara transîstorên ku dikarin li ser pêvekek entegre werin bicîh kirin dê hema hema her 18 heya 24 mehan carekê du qat bibe. Ev qanûn ne tenê analîzek û pêşbîniya meyla pêşkeftina pîşesaziyê ye, lê di heman demê de hêzek ajotinê ye ji bo pêşkeftina pêvajoyên hilberîna nîvconductor - her tişt ew e ku meriv transîstorên bi pîvana piçûktir û performansa domdar were çêkirin. Ji salên 1950-an heya niha, bi qasî 70 salan, bi tevahî teknolojiyên pêvajoya BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, û hîbrid BiCMOS û BCD hatine pêşve xistin.
1. BJT
Transîstora girêdana bipolar (BJT), bi gelemperî wekî triode tê zanîn. Herikîna barkirinê di transîstorê de bi giranî ji ber belavbûn û tevgera barkêşan a li hevbenda PN-ê ye. Ji ber ku ew herikîna elektron û kunkan vedihewîne, jê re amûrek bipolar tê gotin.
Li dîroka zayîna wê dinêre. Ji ber ku fikra guheztina trîodên valahiya bi amplifikatorên zexm, Shockley pêşniyar kir ku di havîna 1945-an de lêkolîna bingehîn li ser nîvconductoran were kirin. Di nîvê duyemîn a 1945-an de, Bell Labs komek lêkolînê ya fizîkî ya statûya bi serokatiya Shockley ava kir. Di vê komê de, ne tenê fîzîknas, lê di heman demê de endezyar û kîmyazan jî hene, di nav de Bardeen, fîzîknasê teorîk, û Brattain, fîzîknasek ceribandinê. Di Kanûna 1947-an de, bûyerek ku ji hêla nifşên paşerojê ve wekî qonaxek girîng hate hesibandin, bi serfirazî pêk hat - Bardeen û Brattain bi serfirazî yekem transîstora pêwendiya xalî ya germanium a cîhanê bi xurtkirina heyî îcad kirin.
Transîstora yekem-pêwendî ya Bardeen û Brattain
Demek şûnda, Shockley di sala 1948an de transîstora hevbendiya dupolar îcad kir. Wî pêşniyar kir ku transîstor dikare ji du hevbendên pn pêk were, yek ji pêş ve û ya din berevajî, û di Hezîrana 1948an de patentek stend. Di sala 1949an de, wî teoriya berfireh weşand. karûbarê transîstora girêdanê. Zêdetirî du sal şûnda, zanyar û endezyarên li Bell Labs pêvajoyek pêşve xistin da ku bigihîjin hilberîna girseyî ya transîstorên hevbendiyê (serdemek di 1951 de), vekirina serdemek nû ya teknolojiya elektronîkî. Ji bo naskirina tevkariyên wan ên di îcadkirina transîstoran de, Shockley, Bardeen û Brattain bi hev re di sala 1956 de Xelata Nobelê ya Fîzîkê stend.
Diyagrama strukturî ya hêsan a NPN-ya transîstora hevbendiya dupolar
Di derbarê strukturên transîstorên girêdana bipolar de, BJT-yên hevpar NPN û PNP ne. Struktura navxweyî ya berfireh di wêneya jêrîn de tê nîşandan. Navçeya nîvconduktora nepaqijiyê ya ku bi emitterê re têkildar e, devera emiter e, ku xwedan giraniya dopîngê ya bilind e; herêma nîvconductor ya nepaqijî ya ku bi bingehê re têkildar e, devera bingehîn e, ku xwedan firehiyek pir zirav û giraniya dopingê ya pir kêm e; herêma nîvconductor ya nepaqijiyê ya ku bi berhevkerê re têkildar e, devera berhevker e, ku xwedan qadek mezin û giraniya dopîngê ya pir kêm e.
Feydeyên teknolojiya BJT leza bersivê ya bilind, veguheztina bilind (guheztinên voltaja têketinê bi guheztinên mezin ên niha yên derketinê re têkildar in), dengek kêm, rastbûna analogê ya bilind, û kapasîteya ajotina niha ya bihêz; dezawantajên entegrasyona kêm in (kûrahiya vertîkal bi mezinahiya paşîn nayê kêm kirin) û xerckirina hêzê ya zêde.
2. MOS
Transîstora Bandora Zeviyê ya Nîvkonduktora Metal (Metal Oxide Semiconductor FET), ango transîstorek bandora zeviyê ye ku bi sepandina voltajê li deriyê qata metalê (Alumînyum M-metal) û veguheztina kanala nêvberkar (S) kontrol dike. çavkaniyê di nav qata oksîdê de (tebeqeya O-insulasyona SiO2) da ku bandora qada elektrîkê çêbike. Ji ber ku derî û çavkanî, û derî û avdan ji hêla qata îzolasyonê ya SiO2 ve têne veqetandin, MOSFET jî jê re transîstorek bandora qada dergehê îzolekirî tê gotin. Di sala 1962 de, Bell Labs bi fermî pêşkeftina serketî ragihand, ku bû yek ji girîngtirîn qonaxên di dîroka pêşkeftina nîvconductor de û rasterast bingeha teknîkî ji bo hatina bîranîna nîvconductor danî.
MOSFET li gorî celebê kanala rêvebir dikare li kanala P û kanala N were dabeş kirin. Li gorî mezinahiya voltaja dergehê, ew dikare bi vî rengî were dabeş kirin: Tîpa hilweşandinê - dema ku voltaja dergehê sifir be, di navbera avdan û çavkaniyê de kanalek guhêrbar heye; tîpa pêşkeftinê-ji bo cîhazên kanala N (P), tenê gava ku voltaja dergehê ji sifirê (kêmtir) mezintir be, kanalek guhêrbar heye, û hêza MOSFET-ê bi gelemperî celebek bihêzkirina kanala N e.
Cûdahiyên sereke yên di navbera MOS û triode de di nav xalên jêrîn de ne lê ne sînorkirî ne:
-Triode cîhazên dupolar in ji ber ku hem hilgirên piranî û hem jî hindikahiyan di heman demê de beşdar dibin; di heman demê de MOS tenê elektrîkê bi navgîniya piraniya hilgirên di nîvconduktoran re derbas dike, û jê re transîstorek yekpolar jî tê gotin.
-Triode cîhazên heyî-kontrolkirî yên bi xerckirina hêza nisbeten bilind in; dema ku MOSFET cîhazên voltaja-kontrolkirî yên bi xerckirina hêza kêm in.
-Triode xwedan berxwedanek mezin in, dema ku lûleyên MOS xwedan berxwedanek piçûk in, tenê çend sed miliohms. Di cîhazên elektrîkê yên heyî de, lûleyên MOS-ê bi gelemperî wekî guhêrbar têne bikar anîn, nemaze ji ber ku karbidestiya MOS-ê li gorî trîodan bi nisbeten bilind e.
-Triodes xwedan lêçûnek bi avantaj in, û lûleyên MOS-ê biha ne.
-Nûha, lûleyên MOS-ê di pir senaryoyan de ji bo şûna triodan têne bikar anîn. Tenê di hin senaryoyên kêm-hêza an hêz-nehesas de, em ê triodeyan bikar bînin ku berjewendiya bihayê binirxînin.
3. CMOS
Semiconductor Oksîda Metal a Pêvek: Teknolojiya CMOS-ê transîstorên nîvconductor oksîdê metal ên tîpa p- û tîpa n (MOSFET) ji bo avakirina amûrên elektronîkî û çerxên mantiqê bikar tîne. Nîgara jêrîn guhezkerek CMOS-a hevpar nîşan dide, ku ji bo veguherîna "1→0" an "0→1" tê bikar anîn.
Nîgara jêrîn perçeyek CMOS-a tîpîk e. Aliyê çepê NMS e, û aliyê rastê PMOS e. Polên G yên her du MOS-ê wekî têketina dergehek hevbeş bi hev re têne girêdan, û polên D-yê wekî derketinek dravê hevbeş bi hev re têne girêdan. VDD bi çavkaniya PMOS ve girêdayî ye, û VSS bi çavkaniya NMOS ve girêdayî ye.
Di sala 1963 de, Wanlass û Sah ji Fairchild Semiconductor çerxa CMOS îcad kirin. Di sala 1968-an de, Pargîdaniya Radyoya Amerîkî (RCA) yekem hilbera yekbûyî ya CMOS pêşxist, û ji hingê ve, çerxa CMOS pêşkeftinek mezin bi dest xist. Feydeyên wê xerckirina hêzê kêm û entegrasyona zêde ne (pêvajoya STI / LOCOS dikare entegrasyonê bêtir çêtir bike); kêmasiya wê hebûna bandorek qefilandinê ye (biasiya berevajî ya pêveka PN-ê wekî veqetandinê di navbera lûleyên MOS-ê de tê bikar anîn, û destwerdan dikare bi hêsanî xelekek pêşkeftî çêbike û çerxê bişewitîne).
4. DMOS
Semiconductor Oksîda Metal a Du-Belavkirî: Mîna strukturên amûrên MOSFET-ê yên asayî, di heman demê de jêder, avdan, dergeh û elektrodên din jî hene, lê voltaja têkçûna dawiya dravê bilind e. Pêvajoya belavkirina dualî tê bikar anîn.
Nîgara jêrîn beşa xaça DMOS-a-kanala N-ya standard nîşan dide. Ev celeb cîhaza DMOS bi gelemperî di serîlêdanên guheztina kêm-alî de, ku çavkaniya MOSFET-ê bi erdê ve girêdayî ye, tê bikar anîn. Wekî din, DMOS-a-kanala P-yê heye. Ev celeb cîhaza DMOS bi gelemperî di serîlêdanên guheztina aliyek bilind de tê bikar anîn, ku çavkaniya MOSFET bi voltaja erênî ve girêdayî ye. Mîna CMOS-ê, amûrên DMOS-ê yên temamker MOSFET-yên kanala N û P-kanalê li ser heman çîpê bikar tînin da ku fonksiyonên guheztinê yên temamker peyda bikin.
Li gorî rêgeza kanalê ve girêdayî, DMOS dikare li du celeban were dabeş kirin, ango transîstora bandora zeviyê ya oksîda metal a du-belavkirî VDMOS (MOSFET Du-Diffused Vertical) û transîstora bandora zeviyê ya oksîda metal a du-belavkirî LDMOS. -MOSFET-a belavbûyî).
Amûrên VDMOS bi kanalek vertîkal têne sêwirandin. Li gorî cîhazên DMOS-ê yên paşîn, wan xwedan voltaja têkçûn û kapasîteyên hilgirtina heyî yên bilindtir in, lê berxwedana li ser-berxwedanê hîn jî pir mezin e.
Amûrên LDMOS-ê bi kanalek paşîn têne sêwirandin û amûrên MOSFET-a hêza asimetrîk in. Li gorî cîhazên DMOS-ê yên vertîkal, ew rê didin berxwedana kêm û leza guheztinê ya zûtir.
Li gorî MOSFET-ên kevneşopî, DMOS xwedan kapasîteya bilindtir û berxwedana kêmtir e, ji ber vê yekê ew bi berfirehî di cîhazên elektronîkî yên hêzdar ên wekî guhêrbar, amûrên hêzê û ajokarên wesayîta elektrîkê de tê bikar anîn.
5. BiCMOS
CMOS Bipolar teknolojiyek e ku CMOS û cîhazên bipolar li ser heman çîpê di heman demê de yek dike. Fikra wê ya bingehîn ev e ku meriv amûrên CMOS-ê wekî çerxa yekîneya sereke bikar bîne, û cîhazên bipolar an qonaxên ku tê de barên kapasîteyên mezin hewce ne ku werin ajotin lê zêde bike. Ji ber vê yekê, çerxên BiCMOS xwedan avantajên entegrasyona bilind û xerckirina hêza kêm a çerxên CMOS-ê, û avantajên kapasîteyên ajotina bilez û bihêz a dorhêlên BJT hene.
Teknolojiya STMicroelectronics BiCMOS SiGe (silicon germanium) parçeyên RF, analog û dîjîtal li ser yek çîpê yek dike, ku dikare bi girîngî hejmara pêkhateyên derveyî kêm bike û xerckirina hêzê xweş bike.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, ev teknolojî dikare cîhazên bipolar, CMOS û DMOS li ser heman çîpê çêbike, bi navê pêvajoya BCD, ku yekem car ji hêla STMicroelectronics (ST) ve di sala 1986-an de bi serfirazî hate pêşve xistin.
Bipolar ji bo çerxên analogê, CMOS ji bo çerxên dîjîtal û mantiqê, û DMOS ji bo cîhazên hêz û voltaja bilind maqûl e. BCD avantajên sêyan berhev dike. Piştî başkirina domdar, BCD bi berfirehî di hilberên di warên rêveberiya hêzê, wergirtina daneya analog û çalakkerên hêzê de tê bikar anîn. Li gorî malpera fermî ya ST, pêvajoya gihîştî ya ji bo BCD hîn jî li dora 100nm e, 90nm hîn jî di sêwirana prototîpê de ye, û teknolojiya 40nmBCD ji hilberên wê yên nifşê din ên di bin pêşkeftinê de ye.
Dema şandinê: Sep-10-2024