Karibu kwenye tovuti yetu kwa maelezo ya bidhaa na ushauri.
Tovuti yetu:https://www.vet-china.com/
Huku michakato ya utengenezaji wa semiconductor ikiendelea kufanya mafanikio, taarifa maarufu inayoitwa "Sheria ya Moore" imekuwa ikisambaa katika tasnia hiyo. Ilipendekezwa na Gordon Moore, mmoja wa waanzilishi wa Intel, mwaka wa 1965. Maudhui yake ya msingi ni: idadi ya transistors ambayo inaweza kushughulikiwa kwenye mzunguko jumuishi itaongezeka mara mbili takriban kila baada ya miezi 18 hadi 24. Sheria hii sio tu uchambuzi na utabiri wa mwenendo wa maendeleo ya sekta hiyo, lakini pia nguvu ya kuendesha gari kwa ajili ya maendeleo ya michakato ya utengenezaji wa semiconductor - kila kitu ni kufanya transistors na ukubwa mdogo na utendaji imara. Kuanzia miaka ya 1950 hadi sasa, takriban miaka 70, jumla ya teknolojia za mchakato wa BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, na mseto wa BiCMOS na BCD zimetengenezwa.
1. BJT
Transistor ya makutano ya bipolar (BJT), inayojulikana kama triode. Mtiririko wa malipo katika transistor unatokana hasa na uenezaji na mwendo wa kuteleza wa wabebaji kwenye makutano ya PN. Kwa kuwa inahusisha mtiririko wa elektroni na mashimo, inaitwa kifaa cha bipolar.
Kuangalia nyuma katika historia ya kuzaliwa kwake. Kwa sababu ya wazo la kuchukua nafasi ya triodes za utupu na amplifiers imara, Shockley alipendekeza kufanya utafiti wa kimsingi juu ya semiconductors katika majira ya joto ya 1945. Katika nusu ya pili ya 1945, Bell Labs ilianzisha kikundi cha utafiti wa fizikia ya serikali iliyoongozwa na Shockley. Katika kundi hili, hakuna tu wanafizikia, lakini pia wahandisi wa mzunguko na kemia, ikiwa ni pamoja na Bardeen, mwanafizikia wa kinadharia, na Brattain, mwanafizikia wa majaribio. Mnamo Desemba 1947, tukio ambalo lilizingatiwa kuwa hatua muhimu na vizazi vya baadaye lilifanyika kwa uzuri sana - Bardeen na Brattain walifanikiwa kuvumbua transistor ya kwanza ya ulimwengu ya mawasiliano ya germanium yenye ukuzaji wa sasa.
Bardeen na Brattain transistor ya kwanza ya mawasiliano ya uhakika
Muda mfupi baadaye, Shockley alivumbua transistor ya makutano ya bipolar mwaka wa 1948. Alipendekeza kwamba transistor inaweza kujumuisha makutano mawili ya pn, moja ya mbele ikiwa na upendeleo na nyingine ya kinyume na upendeleo, na kupata hati miliki mnamo Juni 1948. Mnamo 1949, alichapisha nadharia ya kina. ya kufanya kazi kwa transistor ya makutano. Zaidi ya miaka miwili baadaye, wanasayansi na wahandisi katika Bell Labs walitengeneza mchakato wa kufikia uzalishaji mkubwa wa transistors za makutano (hatua muhimu katika 1951), na kufungua enzi mpya ya teknolojia ya elektroniki. Kwa kutambua mchango wao katika uvumbuzi wa transistors, Shockley, Bardeen na Brattain kwa pamoja walishinda Tuzo ya Nobel ya 1956 katika Fizikia.
Mchoro rahisi wa kimuundo wa transistor ya makutano ya bipolar ya NPN
Kuhusu muundo wa transistors za makutano ya bipolar, BJT za kawaida ni NPN na PNP. Muundo wa kina wa ndani unaonyeshwa kwenye takwimu hapa chini. Kanda ya semiconductor ya uchafu inayofanana na emitter ni kanda ya emitter, ambayo ina mkusanyiko mkubwa wa doping; kanda ya semiconductor ya uchafu inayofanana na msingi ni kanda ya msingi, ambayo ina upana mwembamba sana na ukolezi mdogo sana wa doping; kanda ya semiconductor ya uchafu inayofanana na mtoza ni kanda ya mtoza, ambayo ina eneo kubwa na mkusanyiko mdogo sana wa doping.
Faida za teknolojia ya BJT ni kasi ya juu ya majibu, upitishaji wa juu (mabadiliko ya voltage ya pembejeo yanahusiana na mabadiliko makubwa ya sasa ya pato), kelele ya chini, usahihi wa juu wa analog, na uwezo wa sasa wa kuendesha gari kwa nguvu; hasara ni ushirikiano wa chini (kina cha wima hakiwezi kupunguzwa na ukubwa wa pembeni) na matumizi ya juu ya nguvu.
2. MOS
Transistor ya Athari ya Sehemu ya Oksidi ya Metal (Metal Oxide Semiconductor FET), yaani, transistor ya athari ya shamba ambayo inadhibiti ubadilishaji wa semiconductor (S) channel conductive kwa kutumia voltage kwenye lango la safu ya chuma (M-metal alumini) na chanzo kupitia safu ya oksidi (O-kuhami safu SiO2) kuzalisha athari za uwanja wa umeme. Kwa kuwa lango na chanzo, na lango na kukimbia hutengwa na safu ya kuhami ya SiO2, MOSFET pia inaitwa transistor ya athari ya shamba la lango la maboksi. Mnamo 1962, Bell Labs ilitangaza rasmi maendeleo ya mafanikio, ambayo ikawa moja ya hatua muhimu zaidi katika historia ya maendeleo ya semiconductor na kuweka moja kwa moja msingi wa kiufundi wa ujio wa kumbukumbu ya semiconductor.
MOSFET inaweza kugawanywa katika P channel na N channel kulingana na aina ya conductive channel. Kwa mujibu wa amplitude ya voltage ya lango, inaweza kugawanywa katika: aina ya kupungua-wakati voltage ya lango ni sifuri, kuna njia ya conductive kati ya kukimbia na chanzo; aina ya uboreshaji-kwa vifaa vya chaneli N (P), kuna chaneli kondakta wakati tu voltage ya lango ni kubwa kuliko (chini ya) sifuri, na MOSFET ya nguvu ni aina ya uboreshaji wa chaneli N.
Tofauti kuu kati ya MOS na triode ni pamoja na lakini sio mdogo kwa vidokezo vifuatavyo:
-Triodes ni vifaa vya bipolar kwa sababu wabebaji wengi na wachache hushiriki katika upitishaji kwa wakati mmoja; wakati MOS inaendesha umeme tu kupitia wabebaji wengi katika semiconductors, na pia inaitwa transistor ya unipolar.
-Triodes ni vifaa vinavyodhibitiwa na sasa vyenye matumizi ya juu ya nguvu; wakati MOSFET ni vifaa vinavyodhibitiwa na voltage na matumizi ya chini ya nguvu.
-Triode zina uwezo mkubwa wa kustahimili upinzani, ilhali mirija ya MOS ina uwezo wa kustahimili uwezo mdogo, ni miliohmu mia chache tu. Katika vifaa vya sasa vya umeme, mirija ya MOS kwa ujumla hutumiwa kama swichi, hasa kwa sababu ufanisi wa MOS ni wa juu ikilinganishwa na tatu.
-Triodes zina gharama ya faida kiasi, na mirija ya MOS ni ghali kiasi.
-Siku hizi, mirija ya MOS inatumika kuchukua nafasi ya triodes katika hali nyingi. Katika baadhi ya matukio ya chini ya nguvu au nguvu-insensitive, tutatumia triodes kuzingatia faida ya bei.
3. CMOS
Semikondukta ya Oksidi ya Metali ya Nyongeza: Teknolojia ya CMOS hutumia p-aina ya ziada na transistors za semicondukta ya oksidi ya chuma ya aina ya n (MOSFETs) ili kuunda vifaa vya kielektroniki na saketi za mantiki. Takwimu ifuatayo inaonyesha inverter ya kawaida ya CMOS, ambayo hutumiwa kwa uongofu wa "1→0" au "0→1".
Takwimu ifuatayo ni sehemu ya kawaida ya CMOS. Upande wa kushoto ni NMS, na upande wa kulia ni PMOS. Nguzo za G za MOS mbili zimeunganishwa pamoja kama ingizo la kawaida la lango, na nguzo za D zimeunganishwa pamoja kama njia ya kawaida ya kutoa maji. VDD imeunganishwa kwenye chanzo cha PMOS, na VSS imeunganishwa kwenye chanzo cha NMOS.
Mnamo 1963, Wanlass na Sah wa Fairchild Semiconductor waligundua mzunguko wa CMOS. Mnamo mwaka wa 1968, Shirika la Redio la Marekani (RCA) lilitengeneza bidhaa ya kwanza ya mzunguko wa CMOS jumuishi, na tangu wakati huo, mzunguko wa CMOS umepata maendeleo makubwa. Faida zake ni matumizi ya chini ya nguvu na ushirikiano wa juu (mchakato wa STI / LOCOS unaweza kuboresha zaidi ushirikiano); hasara yake ni kuwepo kwa athari ya kufuli (upendeleo wa nyuma wa makutano ya PN hutumiwa kama kutengwa kati ya mirija ya MOS, na kuingiliwa kunaweza kuunda kitanzi kilichoimarishwa kwa urahisi na kuchoma saketi).
4. DMOS
Semicondukta ya Oksidi ya Metal-Diffused: Sawa na muundo wa vifaa vya kawaida vya MOSFET, pia ina chanzo, kukimbia, lango na electrodes nyingine, lakini voltage ya kuvunjika kwa mwisho wa kukimbia ni ya juu. Mchakato wa kueneza mara mbili hutumiwa.
Kielelezo kilicho hapa chini kinaonyesha sehemu nzima ya DMOS ya kawaida ya kituo cha N. Aina hii ya kifaa cha DMOS kawaida hutumiwa katika programu za kubadili upande wa chini, ambapo chanzo cha MOSFET kimeunganishwa chini. Kwa kuongeza, kuna P-channel DMOS. Aina hii ya kifaa cha DMOS hutumiwa kwa kawaida katika programu za kubadili upande wa juu, ambapo chanzo cha MOSFET kinaunganishwa na voltage chanya. Sawa na CMOS, vifaa vya ziada vya DMOS hutumia N-chaneli na P-chaneli MOSFET kwenye chipu sawa ili kutoa vitendaji vya ziada vya kubadili.
Kulingana na mwelekeo wa chaneli, DMOS inaweza kugawanywa katika aina mbili, yaani, wima iliyosambazwa mara mbili ya chuma oksidi ya semiconductor ya athari ya shamba transistor VDMOS (MOSFET Wima iliyosambazwa mara mbili) na semiconductor ya athari ya shamba ya oksidi ya chuma iliyosambazwa mara mbili LDMOS (Lateral Double. MOSFET iliyosambaa).
Vifaa vya VDMOS vimeundwa kwa njia ya wima. Ikilinganishwa na vifaa vya kando vya DMOS, vina uwezo wa juu wa kuvunjika wa voltage na wa sasa wa kushughulikia, lakini upinzani wa on-upinzani bado ni mkubwa.
Vifaa vya LDMOS vimeundwa kwa njia ya kando na ni vifaa vya MOSFET vyenye nguvu zisizolinganishwa. Ikilinganishwa na vifaa vya wima vya DMOS, vinaruhusu kasi ya chini ya kupinga-kinzani na kasi ya kubadili.
Ikilinganishwa na MOSFET za kitamaduni, DMOS ina uwezo wa juu zaidi na upinzani mdogo, kwa hivyo hutumiwa sana katika vifaa vya elektroniki vya nguvu nyingi kama vile swichi za nguvu, zana za nguvu na viendeshi vya gari vya umeme.
5. BiCMOS
Bipolar CMOS ni teknolojia inayounganisha vifaa vya CMOS na bipolar kwenye chip moja kwa wakati mmoja. Wazo lake la msingi ni kutumia vifaa vya CMOS kama mzunguko wa kitengo kikuu, na kuongeza vifaa vya bipolar au saketi ambapo mizigo mikubwa ya capacitive inahitajika kuendeshwa. Kwa hiyo, nyaya za BiCMOS zina faida za ushirikiano wa juu na matumizi ya chini ya nguvu ya nyaya za CMOS, na faida za kasi ya juu na uwezo wa sasa wa kuendesha gari wa nyaya za BJT.
Teknolojia ya BiCMOS SiGe (silicon germanium) ya STMicroelectronics huunganisha sehemu za RF, analogi na dijitali kwenye chip moja, ambayo inaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa idadi ya vijenzi vya nje na kuboresha matumizi ya nishati.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, teknolojia hii inaweza kutengeneza vifaa vya bipolar, CMOS na DMOS kwenye chip moja, inayoitwa mchakato wa BCD, ambayo ilitengenezwa kwa mafanikio na STMicroelectronics (ST) mnamo 1986.
Bipolar inafaa kwa nyaya za analog, CMOS inafaa kwa nyaya za digital na mantiki, na DMOS inafaa kwa vifaa vya nguvu na high-voltage. BCD inachanganya faida za hizo tatu. Baada ya uboreshaji unaoendelea, BCD inatumiwa sana katika bidhaa katika nyanja za usimamizi wa nguvu, upatikanaji wa data ya analog na actuators za nguvu. Kulingana na tovuti rasmi ya ST, mchakato wa kukomaa kwa BCD bado uko karibu 100nm, 90nm bado iko katika muundo wa mfano, na teknolojia ya 40nmBCD ni ya bidhaa zake za kizazi kijacho zinazoendelea kutengenezwa.
Muda wa kutuma: Sep-10-2024