නිෂ්පාදන තොරතුරු සහ උපදේශන සඳහා අපගේ වෙබ් අඩවියට සාදරයෙන් පිළිගනිමු.
අපගේ වෙබ් අඩවිය:https://www.vet-china.com/
අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන් අඛණ්ඩව ප්‍රගතියක් ලබා ඇති හෙයින්, "මුවර්ගේ නීතිය" නමින් සුප්‍රසිද්ධ ප්‍රකාශයක් කර්මාන්තයේ සංසරණය වෙමින් පවතී. එය 1965 දී Intel හි නිර්මාතෘවරයෙකු වන ගෝර්ඩන් මුවර් විසින් යෝජනා කරන ලදී. එහි මූලික අන්තර්ගතය වන්නේ: සංයුක්ත පරිපථයක් මත ස්ථානගත කළ හැකි ට්රාන්සිස්ටර සංඛ්‍යාව දළ වශයෙන් සෑම මාස 18 සිට 24 දක්වා දෙගුණයක් වේ. මෙම නීතිය කර්මාන්තයේ සංවර්ධන ප්රවණතාවය විශ්ලේෂණය සහ අනාවැකි පමණක් නොව, අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදන ක්රියාවලීන් සංවර්ධනය සඳහා ගාමක බලය - සෑම දෙයක්ම කුඩා ප්රමාණයේ හා ස්ථාවර කාර්ය සාධනයක් සහිත ට්රාන්සිස්ටර සෑදීමයි. 1950 ගණන්වල සිට මේ දක්වා වසර 70ක් පමණ මුළුල්ලේ BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, සහ දෙමුහුන් BiCMOS සහ BCD ක්‍රියාවලි තාක්ෂණයන් දියුණු කර ඇත.
1. BJT
බයිපෝලර් හන්දි ට්‍රාන්සිස්ටරය (BJT), පොදුවේ ට්‍රයිඩෝ ලෙස හැඳින්වේ. ට්‍රාන්සිස්ටරයේ ආරෝපණ ප්‍රවාහය ප්‍රධාන වශයෙන් PN හන්දියේ වාහකයන්ගේ විසරණය සහ ප්ලාවිත චලිතය හේතුවෙන් සිදු වේ. එය ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ සිදුරු යන දෙකෙහිම ප්‍රවාහයට සම්බන්ධ වන බැවින් එය බයිපෝලර් උපාංගයක් ලෙස හැඳින්වේ.
එහි උපතේ ඉතිහාසය දෙස ආපසු හැරී බැලීම. රික්ත ත්‍රියෝඩ ඝන ඇම්ප්ලිෆයර් සමඟ ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීමේ අදහස නිසා, ෂොක්ලි 1945 ගිම්හානයේදී අර්ධ සන්නායක පිළිබඳ මූලික පර්යේෂණ සිදුකිරීමට යෝජනා කළේය. මෙම කණ්ඩායමේ භෞතික විද්‍යාඥයින් පමණක් නොව, න්‍යායාත්මක භෞතික විද්‍යාඥයෙකු වන බාර්ඩීන් සහ පර්යේෂණාත්මක භෞතික විද්‍යාඥයෙකු වන බ්‍රැටේන් ඇතුළු පරිපථ ඉංජිනේරුවන් සහ රසායන විද්‍යාඥයින් ද සිටිති. 1947 දෙසැම්බරයේදී, පසු පරම්පරාවන් විසින් සන්ධිස්ථානයක් ලෙස සැලකූ සිදුවීමක් අතිවිශිෂ්ට ලෙස සිදු විය - බාර්ඩීන් සහ බ්‍රැටේන් ලොව ප්‍රථම ජර්මනියම් ලක්ෂ්‍ය ස්පර්ශ ට්‍රාන්සිස්ටරය වත්මන් විස්තාරණය සමඟ සාර්ථකව නිර්මාණය කළහ.
බාර්ඩීන් සහ බ්‍රැටේන්ගේ පළමු ලක්ෂ්‍ය සම්බන්ධතා ට්‍රාන්සිස්ටරය
ඉන් ටික කලකට පසු, ෂොක්ලි 1948 දී බයිපෝලර් හන්දි ට්‍රාන්සිස්ටරය සොයා ගත්තේය. ට්‍රාන්සිස්ටරය pn හන්දි දෙකකින් සමන්විත විය හැකි බව යෝජනා කළේය, එකක් ඉදිරියට නැඹුරු සහ අනෙක ප්‍රතිලෝම පක්ෂග්‍රාහී, සහ 1948 ජුනි මාසයේදී පේටන්ට් බලපත්‍රයක් ලබා ගත්තේය. 1949 දී ඔහු සවිස්තරාත්මක න්‍යාය ප්‍රකාශයට පත් කළේය. හන්දි ට්‍රාන්සිස්ටරයේ ක්‍රියාකාරීත්වය. වසර දෙකකට වැඩි කාලයකට පසුව, බෙල් ලැබ්ස් හි විද්‍යාඥයින් සහ ඉංජිනේරුවන් ඉලෙක්ට්‍රොනික තාක්ෂණයේ නව යුගයක් විවෘත කරමින් හන්දි ට්රාන්සිස්ටර (1951 දී සන්ධිස්ථානය) මහා පරිමාණයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා ක්‍රියාවලියක් වර්ධනය කළහ. ට්රාන්සිස්ටර සොයා ගැනීම සඳහා ඔවුන්ගේ දායකත්වය අගයමින් ෂොක්ලි, බාර්ඩීන් සහ බ්‍රැටේන් එක්ව 1956 භෞතික විද්‍යාව සඳහා වූ නොබෙල් ත්‍යාගය දිනා ගත්හ.
NPN බයිපෝලර් හන්දි ට්‍රාන්සිස්ටරයේ සරල ව්‍යුහාත්මක රූප සටහන
බයිපෝලර් හන්දි 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 පාදක කලාපය වන අතර එය ඉතා තුනී පළලක් සහ ඉතා අඩු මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණයක් ඇත; එකතු කරන්නාට අනුරූප වන අපිරිසිදු අර්ධ සන්නායක කලාපය විශාල ප්‍රදේශයක් සහ ඉතා අඩු මාත්‍රණ සාන්ද්‍රණයක් ඇති එකතුකරන්නන්ගේ කලාපයයි.
BJT තාක්ෂණයේ වාසි වන්නේ ඉහළ ප්‍රතිචාර වේගය, ඉහළ සම්ප්‍රේෂණ සන්නායකතාව (ආදාන වෝල්ටීයතා වෙනස්වීම් විශාල ප්‍රතිදාන ධාරා වෙනස්කම් වලට අනුරූප වේ), අඩු ශබ්දය, ඉහළ ප්‍රතිසම නිරවද්‍යතාවය සහ ශක්තිමත් ධාරා ධාවන හැකියාව; අවාසි නම් අඩු ඒකාබද්ධතාවය (පාර්ශ්වික ප්රමාණය සමඟ සිරස් ගැඹුර අඩු කළ නොහැක) සහ ඉහළ බලශක්ති පරිභෝජනය.
2. MOS
ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක ක්ෂේත්‍ර ආචරණ ට්‍රාන්සිස්ටරය (ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක FET), එනම්, ලෝහ ස්ථරයේ (M-ලෝහ ඇලුමිනියම්) ද්වාරයට වෝල්ටීයතාවයක් යෙදීමෙන් අර්ධ සන්නායක (S) සන්නායක නාලිකාවේ ස්විචය පාලනය කරන ක්ෂේත්‍ර ආචරණ ට්‍රාන්සිස්ටරයකි. විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ බලපෑම උත්පාදනය කිරීම සඳහා ඔක්සයිඩ් ස්ථරය (O-පරිවාරක ස්ථරය SiO2) හරහා මූලාශ්රය. ගේට්ටුව සහ ප්‍රභවය, ගේට්ටුව සහ කාණු SiO2 පරිවාරක තට්ටුව මගින් හුදකලා කර ඇති බැවින්, MOSFET පරිවරණය කරන ලද ද්වාර ක්ෂේත්‍ර ආචරණ ට්‍රාන්සිස්ටරය ලෙසද හැඳින්වේ. 1962 දී බෙල් රසායනාගාර විසින් සාර්ථක සංවර්ධනයක් නිල වශයෙන් ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද අතර එය අර්ධ සන්නායක සංවර්ධන ඉතිහාසයේ වැදගත්ම සන්ධිස්ථානයක් බවට පත් වූ අතර අර්ධ සන්නායක මතකයේ පැමිණීම සඳහා තාක්ෂණික පදනම කෙලින්ම තැබීය.
MOSFET සන්නායක නාලිකා වර්ගය අනුව P නාලිකාව සහ N නාලිකාව ලෙස බෙදිය හැකිය. ද්වාර වෝල්ටීයතා විස්තාරය අනුව, එය බෙදිය හැකිය: ක්ෂය වීමේ වර්ගය - ගේට්ටු වෝල්ටීයතාව ශුන්ය වන විට, කාණු සහ මූලාශ්රය අතර සන්නායක නාලිකාවක් ඇත; වැඩිදියුණු කිරීමේ වර්ගය-N (P) නාලිකා උපාංග සඳහා, සන්නායක නාලිකාවක් ඇත්තේ ද්වාර වෝල්ටීයතාව (ට වඩා අඩු) ශුන්‍යයට වඩා වැඩි වූ විට පමණි, සහ බලය MOSFET ප්‍රධාන වශයෙන් N නාලිකා වැඩිදියුණු කිරීමේ වර්ගය වේ.
MOS සහ triode අතර ඇති ප්‍රධාන වෙනස්කම් වලට පහත කරුණු ඇතුළත් නමුත් ඒවාට සීමා නොවේ:
- ට්‍රයිඩෝස් ද්විධ්‍රැව උපාංග වන්නේ බහුතර වාහකයන් සහ සුළුතර වාහකයන් එකවර සන්නායකතාවයට සහභාගී වන බැවිනි; MOS අර්ධ සන්නායකවල බහුතර වාහක හරහා පමණක් විදුලිය සන්නයනය කරන අතර එය ඒක ධ්‍රැව ට්‍රාන්සිස්ටරයක් ලෙසද හැඳින්වේ.
-Triodes යනු සාපේක්ෂ ඉහළ බලශක්ති පරිභෝජනයක් සහිත වත්මන් පාලිත උපාංග වේ; MOSFET යනු අඩු බල පරිභෝජනයක් සහිත වෝල්ටීයතා පාලන උපාංග වේ.
-Triodes විශාල ප්‍රතිරෝධයක් ඇති අතර MOS නල වලට කුඩා ප්‍රතිරෝධයක් ඇත, මිලිඕම් සිය ගණනක් පමණි. වත්මන් විදුලි උපාංගවල, MOS ටියුබ් සාමාන්‍යයෙන් ස්විච ලෙස භාවිතා කරයි, ප්‍රධාන වශයෙන් MOS හි කාර්යක්ෂමතාවය ට්‍රයිඩෝ වලට සාපේක්ෂව ඉහළ බැවින්.
-Triodes සාපේක්ෂව වාසිදායක පිරිවැයක් ඇති අතර MOS නල සාපේක්ෂව මිල අධික වේ.
- වර්තමානයේ, බොහෝ අවස්ථාවන්හිදී ත්‍රියෝඩ ආදේශ කිරීම සඳහා MOS නල භාවිතා වේ. සමහර අඩු-බලය හෝ බලයට සංවේදී නොවන අවස්ථා වලදී පමණක්, අපි මිල වාසිය සලකා ට්‍රයිඩෝ භාවිතා කරන්නෙමු.
3. CMOS
අනුපූරක ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක: CMOS තාක්ෂණය ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග සහ තාර්කික පරිපථ තැනීම සඳහා අනුපූරක p-වර්ගය සහ n-වර්ගයේ ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක ට්රාන්සිස්ටර (MOSFETs) භාවිතා කරයි. පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ "1→0" හෝ "0→1" පරිවර්තනය සඳහා භාවිතා කරන පොදු CMOS ඉන්වර්ටරයයි.
පහත රූපය සාමාන්‍ය CMOS හරස්කඩකි. වම් පැත්ත NMS වන අතර දකුණු පැත්ත PMOS වේ. MOS දෙකේ G ධ්‍රැව පොදු ද්වාර ආදානයක් ලෙස එකට සම්බන්ධ කර ඇති අතර D ධ්‍රැව පොදු කාණු ප්‍රතිදානයක් ලෙස එකට සම්බන්ධ කර ඇත. VDD PMOS හි මූලාශ්‍රයට සම්බන්ධ කර ඇති අතර VSS NMOS ප්‍රභවයට සම්බන්ධ වේ.
1963 දී ෆෙයාර්චයිල්ඩ් අර්ධ සන්නායකයේ Wanlass සහ Sah CMOS පරිපථය සොයා ගන්නා ලදී. 1968 දී ඇමරිකානු ගුවන්විදුලි සංස්ථාව (RCA) පළමු CMOS ඒකාබද්ධ පරිපථ නිෂ්පාදනය වැඩි දියුණු කළ අතර එතැන් සිට CMOS පරිපථය විශාල දියුණුවක් ලබා ඇත. එහි වාසි වන්නේ අඩු බලශක්ති පරිභෝජනය සහ ඉහළ ඒකාබද්ධතාවයයි (ලිංගාශ්‍රිත රෝග/LOCOS ක්රියාවලිය ඒකාබද්ධ කිරීම තවදුරටත් වැඩිදියුණු කළ හැක); එහි අවාසිය නම් අගුළු ආචරණයක පැවැත්මයි (PN හන්දිය ප්‍රතිලෝම නැඹුරුව MOS නල අතර හුදකලාවක් ලෙස භාවිතා කරයි, සහ මැදිහත් වීමෙන් පහසුවෙන් වැඩිදියුණු කළ ලූපයක් සාදා පරිපථය පුළුස්සා දැමිය හැක).
4. DMOS
ද්විත්ව විසරණය වූ ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක: සාමාන්‍ය MOSFET උපාංගවල ව්‍යුහයට සමාන, ප්‍රභවය, කාණු, ගේට්ටුව සහ අනෙකුත් ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද ඇත, නමුත් කාණු කෙළවරේ බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවය ඉහළ ය. ද්විත්ව විසරණ ක්රියාවලිය භාවිතා වේ.
පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ සම්මත N-channel DMOS එකක හරස්කඩයි. මෙම වර්ගයේ DMOS උපාංගය සාමාන්‍යයෙන් MOSFET හි ප්‍රභවය බිමට සම්බන්ධ කර ඇති පහත් පැති මාරු කිරීමේ යෙදුම්වල භාවිතා වේ. මීට අමතරව, P-channel DMOS ඇත. මෙම වර්ගයේ DMOS උපාංගය සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ පැති මාරු කිරීමේ යෙදුම්වල භාවිතා වේ, එහිදී MOSFET ප්‍රභවය ධනාත්මක වෝල්ටීයතාවයකට සම්බන්ධ වේ. CMOS හා සමානව, අනුපූරක DMOS උපාංග අනුපූරක මාරු කිරීමේ කාර්යයන් සැපයීම සඳහා N-channel සහ P-channel MOSFET භාවිතා කරයි.
නාලිකාවේ දිශාව අනුව, DMOS වර්ග දෙකකට බෙදිය හැකිය, එනම් සිරස් ද්විත්ව විසරණය වූ ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක ක්ෂේත්‍ර ආචරණය ට්රාන්සිස්ටර VDMOS (සිරස් ද්විත්ව විසරණය වූ MOSFET) සහ පාර්ශ්වීය ද්විත්ව විසරණය වූ ලෝහ ඔක්සයිඩ් අර්ධ සන්නායක ක්ෂේත්‍ර ආචරණය ට්‍රාන්සිස්ටරය LDMOS (Lateral Double) -විසරණය වූ MOSFET).
VDMOS උපාංග සිරස් නාලිකාවකින් නිර්මාණය කර ඇත. පාර්ශ්වික DMOS උපාංග සමඟ සසඳන විට, ඒවාට වැඩි බිඳවැටීමේ වෝල්ටීයතාවයක් සහ වත්මන් හැසිරවීමේ හැකියාව ඇත, නමුත් ප්‍රතිරෝධය තවමත් සාපේක්ෂව විශාලය.
LDMOS උපාංග සැලසුම් කර ඇත්තේ පාර්ශ්වීය නාලිකාවක් සමඟින් වන අතර අසමමිතික බලය MOSFET උපාංග වේ. සිරස් DMOS උපාංග සමඟ සසඳන විට, ඒවා අඩු ප්‍රතිරෝධයක් සහ වේගවත් මාරු වීමේ වේගයක් ලබා දේ.
සාම්ප්‍රදායික MOSFET සමඟ සසඳන විට, DMOS ට වැඩි ධාරිතාවක් සහ අඩු ප්‍රතිරෝධයක් ඇත, එබැවින් එය බල ස්විච, බල මෙවලම් සහ විද්යුත් වාහන ධාවකයන් වැනි අධි බලැති ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල බහුලව භාවිතා වේ.
5. BiCMOS
Bipolar CMOS යනු CMOS සහ Bipolar උපාංග එකම චිපයක් මත එකවර ඒකාබද්ධ කරන තාක්ෂණයකි. එහි මූලික අදහස වන්නේ CMOS උපාංග ප්‍රධාන ඒකක පරිපථය ලෙස භාවිතා කිරීම සහ විශාල ධාරිත්‍රක පැටවීම් ධාවනය කිරීමට අවශ්‍ය බයිපෝලර් උපාංග හෝ පරිපථ එකතු කිරීමයි. එබැවින්, BiCMOS පරිපථ CMOS පරිපථවල ඉහළ අනුකලනය සහ අඩු බල පරිභෝජනයේ වාසි සහ BJT පරිපථවල අධිවේගී හා ශක්තිමත් ධාරා ධාවන හැකියාවන්හි වාසි ඇත.
STMicroelectronics' BiCMOS SiGe (silicon Germanium) තාක්ෂණය RF, analog සහ Digital කොටස් තනි චිපයක් මත ඒකාබද්ධ කරයි, එමඟින් බාහිර සංරචක ගණන සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කර බලශක්ති පරිභෝජනය ප්‍රශස්ත කළ හැකිය.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, මෙම තාක්‍ෂණයට බයිපෝලර්, CMOS සහ DMOS උපාංග එකම චිපයකින් සෑදිය හැකිය, එය BCD ක්රියාවලිය ලෙස හැඳින්වේ, එය ප්‍රථම වරට STMicroelectronics (ST) විසින් 1986 දී සාර්ථකව සංවර්ධනය කරන ලදී.
Bipolar ඇනලොග් පරිපථ සඳහා සුදුසු වේ, CMOS ඩිජිටල් සහ තාර්කික පරිපථ සඳහා සුදුසු වේ, DMOS බලය සහ අධි වෝල්ටීයතා උපාංග සඳහා සුදුසු වේ. BCD තුනේ වාසි ඒකාබද්ධ කරයි. අඛණ්ඩ වැඩිදියුණු කිරීමෙන් පසු, BCD බලශක්ති කළමනාකරණය, ඇනලොග් දත්ත අත්පත් කර ගැනීම සහ බල සක්‍රීය යන්ත්‍ර යන ක්ෂේත්‍රවල නිෂ්පාදනවල බහුලව භාවිතා වේ. ST හි නිල වෙබ් අඩවියට අනුව, BCD සඳහා පරිණත ක්රියාවලිය තවමත් 100nm පමණ වේ, 90nm තවමත් මූලාකෘති නිර්මාණයේ පවතී, සහ 40nmBCD තාක්ෂණය සංවර්ධනය වෙමින් පවතින එහි ඊළඟ පරම්පරාවේ නිෂ්පාදනවලට අයත් වේ.
පසු කාලය: සැප්-10-2024