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晶体管基本参数
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  • 中国
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  • 型号
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晶体管企业商机

当然,芯片中的晶体管不仅*只有Mos管这一种类,还有三栅极晶体管等,晶体管不是安装上去的,而是在芯片制造的时候雕刻上去的。


在进行芯片设计的时候,芯片设计师就会利用EDA工具,对芯片进行布局规划,然后走线、布线。


如果我们将设计的门电路放大,白色的点就是衬底, 还有一些绿色的边框就是掺杂层。


晶圆代工厂就是根据芯片设计师设计好的物理版图进行制造。


芯片制造的两个趋势,一个是晶圆越来越大,这样就可以切割出更多的芯片,节省效率,另外就一个就是芯片制程,制程这个概念,其实就是栅极的大小,也可以称为栅长,在晶体管结构中,电流从Source流入Drain,栅极(Gate)相当于闸门,主要负责控制两端源极和漏级的通断。电流会损耗,而栅极的宽度则决定了电流通过时的损耗,表现出来就是手机常见的发热和功耗,宽度越窄,功耗越低。而栅极的最小宽度(栅长),也就是制程。缩小纳米制程的用意,就是可以在更小的芯片中塞入更多的电晶体,让芯片不会因技术提升而变得更大。



Westen Electric 公司在1951年开始批量生产这种点接触式晶体三极管。江门单结晶体管

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图3 晶体三级管的内部工作原理


换句话说,为了让晶体管工作,只需要设计一种外部电路,使基极-发射极间的电流流动就可以了。晶体管都有一个箭头方向,我们可以理解为晶体管的基极-发射极之间加入了一个二极管,而箭头的方向就是二极管的方向,如下图4所示。


当晶体管进行工作时(基极和发射极之间有电流的流动,NPN型是从基极流向发射极,PNP型是从发射极流向基极),基极-发射极间的压降与二极管的压降相同,为0.6~0.7V。也就是说,在设计电路时,只要使晶体管的基极-发射极间的电压设为Vbe>=0.6V,使基极-发射极之间的二极管导通,这样三极管基极-发射极之间就有电流流动,然后再对电路的其他部分进行计算就可以了。



江门单结晶体管高电子迁移率晶体管(HEMT)与任何其他FET一样工作。

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什么是三极管?


三极管,全称为半导体三极管、双极型晶体管或者晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。


三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的**元件。晶体三极管是一种三端器件,内部含有两个相距很近的PN结(发射结和集电结),两个PN结加上不同极性、不同大小的偏置电压时,晶体三极管呈现不同的特性和功能。



晶体三极管由于结构不同,可以分为NPN型三极管和PNP型三极管,NPN型三极管和PNP型三极管的逻辑符号


可以说,在晶圆制造中,直径 30 厘米的圆形硅晶薄片穿梭在各种极端精密的加工设备之间,由它们在硅片表面制作出只有发丝直径千分之一的沟槽或电路。热处理、光刻、刻蚀、清洗、沉积……每块晶圆要昼夜无休地被连续加工两个月,经过成百上千道工序,**终集成了海量的微小电子器件,经切割、封装,成为信息社会的基石——芯片。


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,可以清晰地看到层状的 CPU 结构,由上到下有大约 10 层,其中**下层为器件层,即是 MOSFET 晶体管。


这个晶体三极管究竟是如何完成这神奇的功能的呢?

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在这个区域内集成了三种不同的导电物质。我们按照物质的导电性能将物质分成了三大类:导体、绝缘体和半导体。

***类是导体,比如像金属,是通过内部带有负电的电子来传递电流的;第二类是绝缘体,它们则会阻挡电流流过;第三类是可以用来制作成晶体三极管的半导体。正如它的名字所示,半导体的导电性能好于绝缘体,但比导体差。


与导体比较大的一点不同,导体只是有带有负电荷的电子来导电,而半导体则会有两种不同的导电粒子,也称为载流子:正电荷载流子和负电荷载流子。这是三极管特性基础。



根据这两种不同载流子的半导体,工程师们可以制作小型可靠的单向导电的半导体器件-二极管。


而在信号电压较低,又允许从信号源取较多电流的条件下,应选用晶体管。功放晶体管批发

晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件,其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用无触点开关。江门单结晶体管


***个晶体管原理图和外观--**手工打造的三极管


由此,物理学家开始考虑如何能够将器件从三维结构改变成二维的结构。多年之后,包括Westen Electric, RCA,GE等公司开发出结型二维晶体三极管。这种晶体管的性能超过了**早的点接触型的晶体三极管。


世界上***个结型晶体三极管


晶体管发明人之一Walter H. Brattain因其贡献和Bardeen、Shockley三人共同荣获了1956年物理诺贝尔奖。也许Brattain在贝尔实验室团队中显得**没有什么才气,性格低调。


在他获奖感言的一开始就说到:“首先我要说的是,在为能够分享这份诺贝尔物理奖”感到无比荣耀的同时,也意识到我只不过是作为为此作出贡献的众多成员的一个**。没有他们的工作和努力,我不会有机会来这儿领奖。”




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