Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Транзистори




 

Транзистор (від англ. transfеr — переносити і резистор), напівпровідниковий прилад для підсилення, генерування і перетворення електричних коливань, виконаний на основі монокристалічного напівпровідника (переважно Si або Ge), що містить не менше трьох областей з різною — електронної ( n) і дірковою ( p) — провідністю. Винайдений в 1948 американцями У. Шоклі, У. Браттейном і Дж. Бардіном. По фізичній структурі і механізму керування струмом розрізняють біполярні транзистори (частіше називають просто транзисторами) і уніполярні (частіше називають польовими транзисторами). По-перше, що містять два або більше електронно-діркових переходів, носіями заряду служать як електрони, так і дірки, по друге — яких електрони або дірки. Термін «транзистор» нерідко використовують для позначення портативних радіомовних приймачів на напівпровідникових приладах.

 

Фізичною основою роботи МДП транзистора є ефект поля, який полягає у зміні концентрації вільних носіїв заряду в приповерхневій області wнапівпровідника під дією зовнішнього електричного поля.

 

Традиційна структура МОП-транзистора забезпечила зниження довжини затвора від 10 мкм в 70-х роках до 0,06 мкм в даний час шляхом простого масштабування, тобто зменшенням довжини затвора, товщини діелектрика і глибини залягання p-n-переходів. Проте перехід проектних норм через кордон 130 нм в рамках традиційної конструкції наштовхується на фізичні обмеження. Таким чином, транзистори для технологій ХХІ століття повинні мати іншу структуру і використовувати нові матеріали для підзатворного діелектрика.

З зменшенням геометричних розмірів транзисторів знижується площа кристала, зменшуються паразитні ємності, поліпшується продуктивність і знижується енергоспоживання НВІС. За останні 30 років довжина затвора МДН-транзистора зменшилася в 200 разів (з 10 мкм на початку 70-х років до 60 нм в наші дні) [1]. В даний час комерційно доступною є технологія з мінімальними горизонтальними розмірами елементів 0,13 мкм, що дозволило реалізувати масове виробництво мікропроцесорів Intel Pentium 4 з тактовою частотою 2,5 ГГц на МОП-транзисторах з довжиною каналу 60 нм і товщиною підзатворного оксиду 1,5 нм [1]. Згідно з прогнозами Асоціації підприємств напівпровідникової індустрії NTRS, мінімальні розміри елементів будуть продовжувати швидко зменшуватися і до 2012 року досягнуть 50 нм.

Кожен технологічний крок у напрямку зменшення розмірів пов'язаний із зростанням проблем конструювання і виробництва, які доводиться вирішувати для забезпечення теоретично прогнозованих характеристик транзистора. Будь-яке поліпшення одних параметрів призводить до погіршення інших, причому із зменшенням розмірів взаємний вплив параметрів стає все більш сильним.

Із зростанням ступеня інтеграції НВІС і систем на кристалі збільшується частка чіпів, що містять аналогові блоки, які забезпечують взаємодію з навколишнім світом, необхідне для великих і функціонально закінчених систем. До транзисторів для аналогових і цифрових застосувань пред'являються суперечливі вимоги. Для цифрових НВІС порогове напруга не можна знижувати необмежено, оскільки при цьому збільшується подпороговый струм, який визначає споживання енергії НВІС в неактивному стані. Верхня межа порогового напруги обмежується чвертю від напруги живлення [2], яке намагаються знизити для зменшення споживаної потужності. Однак для аналогових схем ідеальним є нульове порогове напруга Vt = 0, що збільшує динамічний діапазон аналогової схеми, яка визначається різницею між напругою на затворі і Vt, тобто (Vgs – Vt).
Особливими вимогами до "аналоговим" транзисторів є також підвищена навантажувальна здатність (струм стоку в режимі насичення), лінійність і малі нелінійні спотворення на малому сигналі. Для диференціальних каскадів і струмового дзеркала важлива узгодженість характеристик транзисторів.

Основними проблемами мікромініатюризації МДН-транзисторів є тунелювання через затвор, інжекція гарячих носіїв в окисел, прокол між витоком і стоком, витоку в подпороговой області, зменшення рухливості носіїв у каналі, збільшення послідовного опору між витоком і стоком, забезпечення запасу між граничним напругою і напругою живлення. Транзистор повинен мати слабку залежність порогового напруги від напруги на стоці, від довжини і ширини каналу, а також велику передатну провідність, великий вихідний опір, мале опору областей витоку і стоку і більшу навантажувальну здатність. Ємності затвора і p-n-переходів повинні бути мінімальні.

 

Вибір двигуна

 

 

Вибрав двигун постійного струму Cooler Master O4-P2B-12AK-GP







Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 1326. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.002 сек.) русская версия | украинская версия