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A'o fa'aauau pea le fa'agasologa o fa'agasologa o le gaosiga o semiconductor, o se fa'amatalaga ta'uta'ua e ta'ua o le "Moore's Law" o lo'o fa'asalalauina i totonu o le alamanuia. Na fautuaina e Gordon Moore, o se tasi na faavaeina le Intel, i le 1965. O lona autu autu o le: o le numera o transistors e mafai ona faʻaogaina i luga o se fesoʻotaʻiga tuʻufaʻatasia o le a faaluaina pe tusa o le 18 i le 24 masina. O lenei tulafono e le gata o se auʻiliʻiliga ma le vavalo o le atinaʻe o le alamanuia, ae o se faʻamalosi malosi foi mo le atinaʻeina o faiga gaosiga o le semiconductor - o mea uma lava o le faia lea o transistors ma le laʻititi laʻititi ma le faʻatinoga mautu. Mai le 1950s e oo mai i le taimi nei, e tusa ma le 70 tausaga, o le aofaʻi o BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, ma hybrid BiCMOS ma BCD faʻagasologa tekinolosi ua atiaʻe.
1. BJT
Bipolar junction transistor (BJT), e masani ona taʻua o le triode. O le tafega i totonu o le transistor e mafua ona o le faʻasalalauina ma le feʻaveaʻi o feʻaveaʻi i le PN junction. Talu ai e aofia ai le tafe o electrons ma pu, ua taʻua o se masini bipolar.
Toe tepa i tua i le tala faasolopito o lona fanau mai. Ona o le manatu o le suia o triodes vacuum ma faʻamalosi malosi, na fuafua ai Shockley e faia suʻesuʻega faʻavae i semiconductor i le taumafanafana o le 1945. I le afa lona lua o le 1945, na faʻavaeina ai e Bell Labs se vaega suʻesuʻe o le fisiki solid-state e taʻitaʻia e Shockley. I totonu o lenei vaega, e le gata o physicists, ae o inisinia matagaluega ma chemists, e aofia ai Bardeen, o se fomaʻi faʻapitoa, ma Brattain, o se fomaʻi faʻataʻitaʻi. Ia Tesema 1947, o se mea na tupu na manatu o se mea taua e tupulaga mulimuli ane na tupu ma le maoaʻe - Bardeen ma Brattain na faʻatautaia ma le manuia le uluai germanium point-contact transistor i le lalolagi ma le faʻalauteleina o loʻo iai nei.
Bardeen ma Brattain's first point-contact transistor
E leʻi umi mulimuli ane, na fausia ai e Shockley le bipolar junction transistor i le 1948. Na ia fautua mai o le transistor e mafai ona fausia i lua pn junctions, tasi i luma faʻaituau ma le isi faʻaituau faʻaituau, ma maua ai se pateni ia Iuni 1948. I le 1949, na ia lomia le aʻoaʻoga auiliili. o le galue o le transistor so'oga. E sili atu ma le lua tausaga mulimuli ane, na fausia ai e saienitisi ma inisinia i Bell Labs se faagasologa e ausia ai le tele o gaosiga o transistors junction (mea taua i le 1951), tatalaina se vaitau fou o tekinolosi faaeletonika. I le amanaiaina o latou sao i le mea fou o transistors, na manumalo faatasi ai Shockley, Bardeen ma Brattain i le 1956 Nobel Prize in Physics.
Ata fa'a faigofie ole NPN bipolar junction transistor
E tusa ai ma le fausaga o le bipolar junction transistors, o BJT masani o NPN ma PNP. O lo'o fa'aalia i le ata o lo'o i lalo. O le vaega semiconductor le mama e fetaui ma le emitter o le itulagi emitter, lea e maualuga le maualuga o le doping; o le itulagi semiconductor le mama e fetaui ma le faavae o le itulagi faavae, lea e matua manifinifi lautele ma le maualalo doping concentration; o le itulagi semiconductor le mama e fetaui ma le aoina o le itulagi aoina, lea e i ai se vaega tele ma se tulaga maualalo doping.
O le lelei o le tekonolosi BJT o le maualuga o le tali vave, maualuga le transconductance (suiga eletise eletise e fetaui ma suiga tetele o loʻo i ai nei), maualalo le pisa, maualuga le saʻo o le analog, ma le malosi malosi o le taʻavale; o mea le lelei o le tuʻufaʻatasia maualalo (e le mafai ona faʻaititia le loloto o le tuʻu i luga ole lapopoa) ma le faʻaogaina o le eletise maualuga.
2. MOS
Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (Metal Oxide Semiconductor FET), o lona uiga, o se transistor aafiaga fanua e pulea le ki o le semiconductor (S) ala conductive e ala i le faʻaogaina o le voltage i le faitotoa o le uʻamea (M-metal alumini) ma le puna e ala i le oxide layer (O-insulating layer SiO2) e maua ai le aafiaga o le fanua eletise. Talu ai o le faitotoa ma le punavai, ma le faitotoa ma le alavai ua vavaeeseina e le SiO2 insulating layer, ua taʻua foi MOSFET o se transistor aafiaga fanua insulated faitotoa. I le 1962, Bell Labs faʻasalalau aloaia le atinaʻe manuia, lea na avea ma se tasi o mea sili ona taua i le talafaasolopito o le atinaʻeina o semiconductor ma tuʻu saʻo le faavae faʻapitoa mo le oʻo mai o le manatuaga semiconductor.
MOSFET e mafai ona vaevaeina i le auala P ma le auala N e tusa ai ma le ituaiga auala conductive. E tusa ai ma le amplitude voltage gate, e mafai ona vaevaeina i: fa'aitiitiga ituaiga-pe a leai le voltage gate, o loʻo i ai se ala faʻaulu i le va o le alavai ma le punavai; ituaiga faʻaleleia-mo N (P) auala masini, o loʻo i ai se auala faʻatautaia pe a sili atu le eletise o le faitotoa nai lo (itiiti ifo i le) zero, ma o le mana MOSFET o le N channel enhancement type.
O le eseesega autu i le va o le MOS ma le triode e aofia ai ae le gata i vaega nei:
-Triodes o masini bipolar ona o le tele ma le toʻaitiiti o loʻo auai i le faʻatautaia i le taimi e tasi; a'o le MOS e na'o le fa'auluina o le eletise e ala i le tele o felauaiga i semiconductors, ma e ta'ua foi o le unipolar transistor.
-Triodes o masini e pulea i le taimi nei ma le faʻaaogaina o le eletise maualuga; a'o MOSFETs o masini e fa'atonuina eletise ma maualalo le fa'aogaina o le eletise.
-Triodes e tele i luga-tetee, aʻo MOS tubes e laʻititi i luga-tetee, na o ni nai selau miliohms. I masini eletise o loʻo i ai nei, e masani ona faʻaaogaina paipa MOS e fai ma sui, aemaise ona o le lelei o le MOS e maualuga tele pe a faʻatusatusa i triodes.
-Triodes ei ai se tau sili ona lelei, ma MOS tubes e taugata tele.
-I aso nei, ua faʻaaogaina MOS tubes e sui ai triodes i le tele o faʻaaliga. E naʻo nisi faʻataʻitaʻiga e maualalo le malosi poʻo le le mautonu, o le a matou faʻaogaina triodes e mafaufau ai i le tau.
3. CMOS
Complementary Metal Oxide Semiconductor: E fa'aogaina e le CMOS le fa'aogaina o le p-type ma le n-type metal oxide semiconductor transistors (MOSFETs) e fau ai masini fa'aeletonika ma fa'asologa fa'atatau. O le ata o loʻo i lalo o loʻo faʻaalia ai le CMOS inverter masani, lea e faʻaaogaina mo le "1→0" poʻo le "0→1" liua.
O le fa'atusa o lo'o i lalo o se fa'asologa masani a le CMOS. O le itu tauagavale o le NMS, ma le itu taumatau o le PMOS. O pou G o le MOS e lua e fesoʻotaʻi faʻatasi e fai ma faʻaoga masani o le faitotoa, ma o pou D o loʻo fesoʻotaʻi faʻatasi e avea o se faʻaoga masani. VDD e fesoʻotaʻi i le puna o PMOS, ma VSS e fesoʻotaʻi i le puna o le NMOS.
I le 1963, na fausia ai e Wanlass ma Sah o Fairchild Semiconductor le CMOS circuit. I le 1968, na fausia ai e le American Radio Corporation (RCA) le uluai CMOS integrated circuit product, ma talu mai lena taimi, o le CMOS circuit ua ausia le atinaʻe tele. O ona tulaga lelei o le maualalo o le mana faʻaaogaina ma le maualuga o le tuʻufaʻatasia (STI / LOCOS process e mafai ona faʻaleleia atili le tuʻufaʻatasia); o lona le lelei o le i ai o se loka a'afiaga (PN junction fa'aituau fa'aituau e fa'aaogaina e tu'ufua i le va o MOS tubes, ma fa'alavelave e mafai ona faigofie ona fausia ai se matasele fa'aleleia ma mu le ta'amilosaga).
4. DMOS
Fa'alua-fa'asalalauina Metal Oxide Semiconductor: E tutusa ma le fausaga o masini MOSFET masani, o lo'o i ai fo'i le puna, alavai, faitotoa ma isi eletise, ae o le gau gau o le alavai pito maualuga. O lo'o fa'aogaina le fa'agasologa fa'alua.
O le ata o loʻo i lalo o loʻo faʻaalia ai le vaeluaga o le DMOS masani N-channel. O lenei ituaiga masini DMOS e masani ona faʻaaogaina i le pito i lalo ole faʻaogaina o talosaga, lea e fesoʻotaʻi ai le puna o le MOSFET i le eleele. E le gata i lea, o loʻo i ai se P-channel DMOS. O lenei ituaiga o masini DMOS e masani ona faʻaaogaina i luga o itu maualuga suiga talosaga, lea e fesoʻotaʻi ai le puna o le MOSFET i se voltage lelei. E tutusa ma le CMOS, e fa'aogaina e masini DMOS fa'atasi le N-channel ma le P-channel MOSFET i luga o le pu e tasi e tu'uina atu ai galuega fa'afeso'ota'i.
Fa'alagolago i le itu o le ala, e mafai ona vaevaeina le DMOS i ni ituaiga se lua, e ta'ua o le VDMOS (Vertical Double-Diffused MOSFET) ma le lateral double-diffused metal oxide semiconductor field effect transistor LDMOS (Lateral Double). - MOSFET fa'asalalau).
O masini VDMOS ua mamanuina ma se ala i luga o le laina. Pe a faʻatusatusa i masini DMOS pito i tua, e maualuga atu a latou voltage malepelepe ma le gafatia o le taimi nei, ae o le on-resistance e laʻititi lava.
O masini LDMOS ua mamanuina ma se ala i tua ma o masini MOSFET malosi tutusa. Pe a fa'atusatusa i masini DMOS tu'usa'o, latou te fa'ataga le fa'aitiitia o le fa'asao ma fa'avave vave le suiga.
Pe a faatusatusa i MOSFETs masani, DMOS e maualuga atu i luga o le gafatia ma le maualalo o le tetee, o lea e masani ona faʻaaogaina i masini eletise eletise maualuga e pei o le eletise, meafaigaluega eletise ma taʻavale eletise.
5. BiCMOS
Bipolar CMOS ose tekinolosi e tu'ufa'atasia CMOS ma masini bipolar i luga o le pu e tasi i le taimi e tasi. O lona manatu autu o le faʻaaogaina o masini CMOS e avea ma vaega autu o le matagaluega, ma faʻaopoopo masini bipolar poʻo taʻavale e manaʻomia ai le ave o uta capacitive tetele. O le mea lea, o le BiCMOS circuits o loʻo i ai le lelei o le maualuga o le tuʻufaʻatasia ma le maualalo o le faʻaaogaina o le eletise CMOS, ma le lelei o le saoasaoa maualuga ma le malosi o le taʻavale i le taimi nei o le BJT circuits.
STMicroelectronics 'BiCMOS SiGe (silicon germanium) tekinolosi faʻapipiʻi RF, analog ma numera numera i luga o se pu e tasi, lea e mafai ona faʻaititia tele le numera o vaega fafo ma faʻamalieina le faʻaogaina o le eletise.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, o lenei tekinolosi e mafai ona faʻaogaina masini bipolar, CMOS ma DMOS i luga o le pu e tasi, e taʻua o le BCD process, lea na muamua faʻaleleia e STMicroelectronics (ST) i le 1986.
Bipolar e talafeagai mo le analog circuits, CMOS e talafeagai mo masini numera ma faʻamatalaga, ma DMOS e talafeagai mo masini eletise ma maualuga-voltage. BCD tu'ufa'atasia le lelei o le tolu. A maeʻa le faʻaleleia atili, o le BCD e faʻaaogaina lautele i oloa i vaega o le pulega o le eletise, faʻamaumauga faʻamaumauga analog ma le eletise. E tusa ai ma le 'upega tafaʻilagi aloaia a ST, o le faagasologa matua mo le BCD o loʻo i ai pea i le 100nm, 90nm o loʻo i ai pea i le mamanu faʻataʻitaʻiga, ma le 40nmBCD tekinolosi o ana oloa o loʻo i lalo o le atinaʻe.
Taimi meli: Sep-10-2024