Kaabọ si oju opo wẹẹbu wa fun alaye ọja ati ijumọsọrọ.
Oju opo wẹẹbu wa:https://www.vet-china.com/
Bii awọn ilana iṣelọpọ semikondokito tẹsiwaju lati ṣe awọn aṣeyọri, alaye olokiki kan ti a pe ni “Ofin Moore” ti n kaakiri ni ile-iṣẹ naa. O ti dabaa nipasẹ Gordon Moore, ọkan ninu awọn oludasilẹ Intel, ni ọdun 1965. Awọn akoonu inu rẹ jẹ: nọmba awọn transistors ti o le gba laaye lori Circuit iṣọpọ yoo ni ilọpo meji ni gbogbo oṣu 18 si 24. Ofin yii kii ṣe itupalẹ nikan ati asọtẹlẹ ti aṣa idagbasoke ti ile-iṣẹ naa, ṣugbọn tun agbara awakọ fun idagbasoke awọn ilana iṣelọpọ semikondokito - ohun gbogbo ni lati ṣe awọn transistors pẹlu iwọn kekere ati iṣẹ iduroṣinṣin. Lati awọn ọdun 1950 titi di isisiyi, nipa awọn ọdun 70, lapapọ BJT, MOSFET, CMOS, DMOS, ati arabara BiCMOS ati awọn imọ-ẹrọ ilana BCD ti ni idagbasoke.
1. BJT
transistor junction bipolar (BJT), ti a mọ nigbagbogbo bi triode. Sisan idiyele ninu transistor jẹ nipataki nitori itankale ati gbigbe gbigbe ti awọn gbigbe ni ipade PN. Níwọ̀n bí ó ti ní í ṣe pẹ̀lú ìṣàn àwọn ẹ̀rọ ìbánisọ̀rọ̀ àti àwọn ihò, a ń pè é ní ohun èlò bípolar.
Wiwa pada si itan ti ibimọ rẹ. Nitori imọran ti rirọpo awọn triodes igbale pẹlu awọn amplifiers to lagbara, Shockley dabaa lati ṣe iwadii ipilẹ lori awọn semikondokito ni igba ooru ti 1945. Ni idaji keji ti 1945, Bell Labs ṣeto ẹgbẹ iwadii fisiksi ti ipinlẹ ti o lagbara ti Shockley jẹ olori. Ninu ẹgbẹ yii, kii ṣe awọn onimọ-jinlẹ nikan, ṣugbọn awọn onimọ-ẹrọ iyika ati awọn kemists, pẹlu Bardeen, onimọ-jinlẹ imọ-jinlẹ, ati Brattain, onimọ-jinlẹ adaṣe. Ni Oṣu Kejila ọdun 1947, iṣẹlẹ kan ti o jẹ ami pataki kan nipasẹ awọn iran ti o tẹle ni o ṣẹlẹ ni didan - Bardeen ati Brattain ni aṣeyọri ti ṣe ipilẹṣẹ transistor olubasọrọ germanium akọkọ ni agbaye pẹlu imudara lọwọlọwọ.
Bardeen ati Brattain ká akọkọ ojuami-olubasọrọ transistor
Laipẹ lẹhinna, Shockley ṣe agbekalẹ transistor junction bipolar ni ọdun 1948. O daba pe transistor le jẹ ti awọn ipadapọ pn meji, ọkan siwaju ati aiṣojusi ekeji, o si gba itọsi ni Oṣu Karun ọdun 1948. Ni ọdun 1949, o ṣe agbejade ilana alaye alaye naa. ti iṣẹ ti transistor junction. Diẹ ẹ sii ju ọdun meji lẹhinna, awọn onimọ-jinlẹ ati awọn onimọ-ẹrọ ni Bell Labs ṣe agbekalẹ ilana kan lati ṣaṣeyọri iṣelọpọ ibi-pupọ ti awọn transistors junction (milestone ni 1951), ṣiṣi akoko tuntun ti imọ-ẹrọ itanna. Ni idanimọ awọn ilowosi wọn si ẹda ti transistors, Shockley, Bardeen ati Brattain ni apapọ gba Ebun Nobel ninu Fisiksi ni ọdun 1956.
Aworan igbekalẹ ti o rọrun ti transistor bipolar junction NPN
Nipa eto ti awọn transistors junction bipolar, awọn BJT ti o wọpọ jẹ NPN ati PNP. Ilana inu alaye ti han ni aworan ni isalẹ. Agbegbe aimọ aimọ ti o baamu si emitter ni agbegbe emitter, eyiti o ni ifọkansi doping giga; agbegbe semikondokito aimọ ti o baamu si ipilẹ jẹ agbegbe ipilẹ, eyiti o ni iwọn tinrin pupọ ati ifọkansi doping kekere pupọ; agbegbe semikondokito aimọ ti o ni ibamu si olugba ni agbegbe olugba, eyiti o ni agbegbe nla ati ifọkansi doping kekere pupọ.
Awọn anfani ti imọ-ẹrọ BJT jẹ iyara idahun giga, transconductance giga (awọn iyipada foliteji titẹ sii ni ibamu si awọn ayipada lọwọlọwọ ti o wu jade), ariwo kekere, deede afọwọṣe giga, ati agbara awakọ lọwọlọwọ to lagbara; awọn alailanfani jẹ isọpọ kekere (ijinle inaro ko le dinku pẹlu iwọn ita) ati agbara agbara giga.
2. MOS
Irin Oxide Semikondokito Field Ipa Transistor (Metal Oxide Semikondokito FET), iyẹn ni, transistor ipa ipa aaye ti o ṣakoso iyipada ti ikanni conductive semikondokito (S) nipa lilo foliteji si ẹnu-bode ti Layer irin (M-irin aluminiomu) ati awọn orisun nipasẹ Layer ohun elo afẹfẹ (O-insulating Layer SiO2) lati ṣe ina ipa ti aaye ina. Niwọn igba ti ẹnu-bode ati orisun, ati ẹnu-bode ati ṣiṣan ti ya sọtọ nipasẹ Layer insulating SiO2, MOSFET ni a tun pe ni transistor ipa aaye ti o ya sọtọ. Ni ọdun 1962, Bell Labs ni ifowosi kede idagbasoke aṣeyọri, eyiti o di ọkan ninu awọn iṣẹlẹ pataki julọ ninu itan-akọọlẹ ti idagbasoke semikondokito ati fi ipilẹ imọ-ẹrọ taara fun dide ti iranti semikondokito.
MOSFET le pin si ikanni P ati ikanni N ni ibamu si iru ikanni adaṣe. Ni ibamu si titobi foliteji ẹnu-bode, o le pin si: iru idinku-nigbati foliteji ẹnu-ọna jẹ odo, o wa ni ikanni conductive laarin sisan ati orisun; Iru imudara-fun awọn ẹrọ ikanni N (P), ikanni adaṣe kan wa nikan nigbati foliteji ẹnu-bode tobi ju (kere ju) odo, ati MOSFET agbara jẹ akọkọ iru imudara ikanni N.
Awọn iyatọ akọkọ laarin MOS ati triode pẹlu ṣugbọn kii ṣe opin si awọn aaye wọnyi:
-Triodes jẹ awọn ẹrọ bipolar nitori mejeeji to poju ati awọn ti ngbe kekere kopa ninu adaṣe ni akoko kanna; nigba ti MOS nikan ṣe ina mọnamọna nipasẹ awọn ọkọ ayọkẹlẹ to pọ julọ ni awọn semikondokito, ati pe a tun pe ni transistor unipolar.
-Triodes jẹ awọn ẹrọ iṣakoso lọwọlọwọ pẹlu agbara agbara to ga julọ; lakoko ti MOSFET jẹ awọn ẹrọ iṣakoso foliteji pẹlu agbara kekere.
-Triodes ni o tobi on-resistance, nigba ti MOS tubes ni kekere on-resistance, nikan kan diẹ ọgọrun milliohms. Ninu awọn ẹrọ itanna lọwọlọwọ, awọn tubes MOS ni gbogbo igba lo bi awọn iyipada, nipataki nitori ṣiṣe ti MOS jẹ giga ti o ga ni akawe si awọn triodes.
-Triodes ni a jo anfani ti iye owo, ati MOS Falopiani ni o jo gbowolori.
Lasiko yi, MOS tubes ti wa ni lo lati ropo triodes ni julọ awọn oju iṣẹlẹ. Nikan ni diẹ ninu awọn agbara kekere tabi awọn oju iṣẹlẹ ti ko ni agbara, a yoo lo awọn triodes ti o ṣe akiyesi anfani idiyele.
3. CMOS
Ibaramu Irin Oxide Semikondokito: Imọ-ẹrọ CMOS nlo iru-p-ibaramu ati iru n-type metal oxide semikondokito transistors (MOSFETs) lati kọ awọn ẹrọ itanna ati awọn iyika kannaa. Nọmba ti o tẹle n ṣe afihan oluyipada CMOS ti o wọpọ, eyiti a lo fun iyipada "1 → 0" tabi "0 → 1".
Nọmba atẹle jẹ aṣoju-apakan agbelebu CMOS. Apa osi jẹ NMS, ati apa ọtun jẹ PMOS. Awọn ọpa G ti awọn MOS meji ti wa ni asopọ pọ gẹgẹbi titẹ sii ẹnu-ọna ti o wọpọ, ati awọn ọpa D ti wa ni asopọ pọ gẹgẹbi iṣanjade ti o wọpọ. VDD ti sopọ si orisun ti PMOS, ati VSS ni asopọ si orisun NMOS.
Ni ọdun 1963, Wanlass ati Sah ti Fairchild Semiconductor ṣe apẹrẹ Circuit CMOS. Ni ọdun 1968, Ile-iṣẹ Redio Amẹrika (RCA) ṣe agbekalẹ ọja iṣakojọpọ CMOS akọkọ, ati pe lati igba naa, Circuit CMOS ti ṣaṣeyọri idagbasoke nla. Awọn anfani rẹ jẹ lilo agbara kekere ati isọpọ giga (ilana STI / LOCOS le mu ilọsiwaju pọ si); aila-nfani rẹ ni aye ti ipa titiipa (PN junction yiyipada irẹjẹ ti a lo bi ipinya laarin awọn ọpọn MOS, ati kikọlu le ni irọrun dagba lupu imudara ati sun Circuit naa).
4. DMOS
Semikondokito irin Oxide Diffused Double-Diffused Metal Oxide Semikondokito: Iru si awọn be ti arinrin MOSFET awọn ẹrọ, o tun ni o ni orisun, sisan, ẹnu-bode ati awọn miiran amọna, ṣugbọn awọn didenukole foliteji ti awọn sisan opin jẹ ga. A ti lo ilana itankale ilọpo meji.
Nọmba ti o wa ni isalẹ fihan apakan agbelebu ti DMOS ikanni N-ikanni kan. Iru ẹrọ DMOS yii ni a maa n lo ni awọn ohun elo iyipada-kekere, nibiti orisun MOSFET ti sopọ si ilẹ. Ni afikun, DMOS ikanni P-ikanni wa. Iru ẹrọ DMOS yii ni a maa n lo ni awọn ohun elo iyipada-giga, nibiti orisun MOSFET ti sopọ si foliteji rere. Iru si CMOS, awọn ẹrọ DMOS ti o ni ibamu lo N-ikanni ati MOSFET ikanni P-ikanni lori chirún kanna lati pese awọn iṣẹ iyipada ibaramu.
Ti o da lori itọsọna ti ikanni, DMOS le pin si awọn oriṣi meji, eyun inaro ni ilopo-diffused irin oxide semikondokito aaye ipa transistor VDMOS (Vertical Double-Diffused MOSFET) ati ita ni ilopo-diffused irin oxide semikondokito aaye ipa transistor LDMOS (Lateral Double). MOSFET ti o tan kaakiri).
Awọn ẹrọ VDMOS jẹ apẹrẹ pẹlu ikanni inaro. Ti a ṣe afiwe pẹlu awọn ẹrọ DMOS ita, wọn ni foliteji didenukole ti o ga ati awọn agbara mimu lọwọlọwọ, ṣugbọn on-resistance tun tobi pupọ.
Awọn ẹrọ LDMOS jẹ apẹrẹ pẹlu ikanni ita ati pe awọn ẹrọ MOSFET agbara asymmetric. Ti a ṣe afiwe pẹlu awọn ẹrọ DMOS inaro, wọn gba idinku lori resistance ati awọn iyara iyipada yiyara.
Ti a ṣe afiwe pẹlu awọn MOSFET ibile, DMOS ni agbara ti o ga julọ ati resistance kekere, nitorinaa o lo pupọ ni awọn ẹrọ itanna ti o ga julọ gẹgẹbi awọn iyipada agbara, awọn irinṣẹ agbara ati awọn awakọ ọkọ ina.
5. BiCMOS
Bipolar CMOS jẹ imọ-ẹrọ ti o ṣepọ CMOS ati awọn ẹrọ bipolar lori chirún kanna ni akoko kanna. Ero ipilẹ rẹ ni lati lo awọn ẹrọ CMOS bi Circuit kuro akọkọ, ati ṣafikun awọn ẹrọ bipolar tabi awọn iyika nibiti awọn ẹru capacitive nla ti nilo lati wakọ. Nitorinaa, awọn iyika BiCMOS ni awọn anfani ti isọpọ giga ati agbara kekere ti awọn iyika CMOS, ati awọn anfani ti iyara giga ati awọn agbara awakọ lọwọlọwọ ti awọn iyika BJT.
STMicroelectronics' BiCMOS SiGe (silicon germanium) ọna ẹrọ ṣepọ RF, afọwọṣe ati awọn ẹya oni-nọmba lori chirún kan, eyiti o le dinku nọmba awọn paati ita ni pataki ati mu agbara agbara pọ si.
6. BCD
Bipolar-CMOS-DMOS, imọ-ẹrọ yii le ṣe bipolar, CMOS ati awọn ẹrọ DMOS lori chirún kanna, ti a pe ni ilana BCD, eyiti a kọkọ ni aṣeyọri nipasẹ STMicroelectronics (ST) ni ọdun 1986.
Bipolar dara fun awọn iyika afọwọṣe, CMOS dara fun oni-nọmba ati awọn iyika kannaa, ati DMOS dara fun agbara ati awọn ẹrọ foliteji giga. BCD daapọ awọn anfani ti awọn mẹta. Lẹhin ilọsiwaju ilọsiwaju, BCD ni lilo pupọ ni awọn ọja ni awọn aaye ti iṣakoso agbara, imudani data afọwọṣe ati awọn adaṣe agbara. Gẹgẹbi oju opo wẹẹbu osise ti ST, ilana ti ogbo fun BCD tun wa ni ayika 100nm, 90nm tun wa ni apẹrẹ apẹrẹ, ati pe imọ-ẹrọ 40nmBCD jẹ ti awọn ọja iran atẹle rẹ labẹ idagbasoke.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹsan-10-2024