详细解析,芯片里面100多亿晶体管是如何实现的? *
如今随着芯片制程的不断提升,芯片中可以有100多亿个晶体管,如此之多的晶体管,究竟是如何安上去的呢?
这是一个Top-down View 的SEM照片,可以非常清晰的看见CPU内部的层状结构,越往下线宽越窄,越靠近器件层。
这是CPU的截面视图,可以清晰的看到层状的CPU结构,芯片内部采用的是层级排列方式,这个CPU大概是有10层。其中**下层为器件层,即是MOSFET晶体管。
Mos管在芯片中放大可以看到像一个“讲台”的三维结构,晶体管是没有电感、电阻这些容易产生热量的器件的。**上面的一层是一个低电阻的电极,通过绝缘体与下面的平台隔开,它一般是采用了P型或N型的多晶硅用作栅极的原材料,下面的绝缘体就是二氧化硅。平台的两侧通过加入杂质就是源极和漏极,它们的位置可以互换,两者之间的距离就是沟道,就是这个距离决定了芯片的特性。 就要制造出来,晶体管就是在晶圆上直接雕出来的,晶圆越大,芯片制程越小。成都NPN晶体管
研究人员展示了未来光晶体管的平台 *
纳米光子学领域的研究人员一直在努力开发光学晶体管,这是未来光学计算机的关键组件。这些设备将使用光子而不是电子来处理信息,从而减少热量并提高运行速度。但是,光子不能很好地相互作用,这对微电子工程师来说是一个大问题。俄罗斯圣光机大学(ITMO)的一组研究人员提出了解决该问题的新方法:通过创建一个平面系统将光子耦合到其他粒子,从而使它们彼此相互作用。他们的方法有望为开发未来的光学晶体管提供平台。研究成果发表在《Light: Science & Applications》上。
双极晶体管销售代理纳米光子学领域的研究人员一直在努力开发光学晶体管。
三极管(BJT管),也称为双性型晶体管
三极管是一个人丁兴旺的“大家族”,其人员众多。因此在电子电路中如果没有三极管的话那么这个电路将“一事无成”。电路中的很多元件都是为三极管服务的,比如电阻、电容等。有必要和大家对三极管进行一下剖析,下面让我们看看三极管的“庐山真面目”。三极管也有三条腿,并且这三条腿不能相互换用,不像MOS管那样其源极(S)和漏极(D)在一定条件下还可以换用的(低频的结型管可以互换)。从图中我们也可以看到,三极管也是有两个PN结构成。我们以NPN型三极管为例来说明这个问题,分别从三个半导体基座中引出三个极,我们给它分别起个名字叫基极、集电极和发射极。这三个端子的相互作用是,通过控制流入基极的电流就可以达到控制发射极和集电极之间的电流的大小,由此我们可以知道三极管是一个电流型控制器件。
单结晶体管工作原理及其应用 *
什么是单结晶体管
单结晶体管又叫做双基极二极管,和二极管、三极管一样都属于晶体管的一种。它是由一个PN结构成发射极并且有两个基极的三端晶体管。
单结晶体管内部结构
单结晶体管内部由一个高电阻率的N型硅片,在其两端通过欧姆接触引出两个基极,分别为***基极B1和第二基极B2,在靠近第二基极B2的一侧有一个PN结,在这个PN结上引出发射极E。
单结晶体管内部结构示意图下
单结晶体管电路符号及其等效电路
单结晶体管振荡电路的工作原理如下。
在讨论学习曲线时,我将重点放在晶体管上,但应该注意的是,可以很容易地使用电子“开关”作为测量单位。同样,学习曲线也适用于机械开关、真空管。除此之外,学习曲线还可以用来预测性能、可靠性 (FITS)、功耗和许多其他参数。学习曲线还可以预测新技术采用的“临界点”。一个很好的例子是2001 年半导体测试行业引入的“压缩技术”。事后看来,通过集成电路中晶体管测试成本的学习曲线,该项重大创新是不可避免的。ATE 的成本学习曲线与硅晶体管的学习曲线不平行,并且有一个较小的陡坡,ATE 成本下降的速度不够快。这使我们更接近于制造光学晶体管。成都晶体管厂家
线性性能也由晶体管端口在基带频率范围内和载波频率的两倍2fC 的阻抗值决定的。成都NPN晶体管
单结晶体管的主要参数与极性的判断
1.单结晶体管的主要参数
(1)基极间电阻Rbb(即Rb1+Rb2)。其定义为发射极开路时,基极b1、b2之间的电阻,一般为(5~10)KΩ,其数值随温度上升而增大,不同型号的管阻值有较大的差异。
(2)分压比η。η=Rb1/(Rb1+Rb2),由管子内部结构决定的常数,一般为0.3--0.85。
(3)eb1间反向电压Vcb1。在b2开路时,在额定反向电压Vcb2下,基极b1与发射极e之间的反向耐压。
(4)反向电流Ieo。在b1开路时,在额定反向电压Vcb2下,eb2间的反向电流。
(5)发射极饱和压降Veo。在比较大发射极额定电流时,eb1间的压降。
(6)峰点电流Ip:单结晶体管刚开始导通时,发射极电压为峰点电压时的发射极电流。
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