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晶体管基本参数
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晶体管企业商机

FinFet晶体管


平面晶体管主导了整个半导体工业很长一段时间。但随着尺寸愈做愈小,传统的平面晶体管出现了短通道效应,特别是漏电流,这类使得元件耗电的因素。尤其是当晶体管的尺寸缩小到25nm以下,传统的平面场效应管的尺寸已经无法缩小。在这种情况下,FinFET出现了。FinFET也被称为鳍式场效应晶体管,这是一种立体的场效应管。FinFET的主要是将场效应管立体化。


第一种FinFET晶体管类型称为“耗尽型贫沟道晶体管”或“ DELTA”晶体管,该晶体管由日立**研究实验室的Digh Hisamoto,Toru Kaga,Yoshifumi Kawamoto和Eiji Takeda于1989年在日本***制造。但目前所用的FinFet晶体管则是由加州大学伯克利分校胡正明教授基于DELTA技术而发明,属于多闸极电晶体。



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。成都电源晶体管

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工作电压和阈值电压大小比较时,MOS管工作状态

另外,以上的MOS晶体管叫做增强型MOS晶体管,MOS晶体管不只有这一种,还有许多许多种,比如①不加电压,②和③之间通电,加上电压之后反而不通电了的,这叫做耗尽型晶体管。另外,P型衬底的叫做P型MOS管,N型衬底的叫做N型MOS管,这方面想要详细了解,翻阅教科书。(此处修改,PMOS是导电沟道为P沟道的MOS,即N-body加电压后沟道反型,沟道区域的多数载流子由电子变成空穴,这个沟道叫做P-Channel,如下右图所示。NMOS也是同样的道理)


成都晶体管直销金属氧化物半导体场效应晶体管。

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晶体管主要参数晶体管的主要参数有电流放大系数、耗散功率、频率特性、集电极比较大电流、比较大反向电压、反向电流等。

放大系数

直流电流放大系数也称静态电流放大系数或直流放大倍数,是指在静态无变化信号输入时,晶体管集电极电流IC与基极电流IB的比值,一般用hFE或β表示。

交流放大倍数

交流放大倍数,也即交流电流放大系数、动态电流放大系数,是指在交流状态下,晶体管集电极电流变化量△IC与基极电流变化量△IB的比值,一般用hfe或β表示。

hFE或β既有区别又关系密切,两个参数值在低频时较接近,在高频时有一些差异。

MMIC电路设计中的场效应晶体管(FET)技术介绍    *


场效应晶体管(FETs)的结构和操作

FETs的俯视图,如同俯视MMIC晶圆表面,如图1所示。电流横向流过晶圆表面,从漏极到源极,并在栅极接触下通过。



图1、场效应晶体管(FET)的俯视图


注意,这只是单个栅极FET(或基本单元),并且这种器件,尤其是功率FET,由多个栅极指状物构成(以后我们会更详细地介绍)。


图1中FET的截面图“A-A”如图2所示,FET形成有半导体的低掺杂层,其在晶片表面下方形成导电沟道(channel),如图2(a)所示。沟道通常是n掺杂的,因此存在自由电子以在沟道中传输电流。金属源极和漏极端子通过欧姆接触与该导电沟道接触到半导体的重掺杂层。如果在漏极和源极触点之间放置电压,则电流可以在它们之间流动,直到沟道(channel)中的所有自由电子都传导电流为止。如果栅极端子上的电压为零,则该电流称为漏源饱和电流(IDSS)。这是场效应晶体管的“导通”状态。


晶体三极管是p型和n型半导体的有机结合,两个pn结之间的相互影响.

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单个晶体管的成本收益预测    *


学习曲线,甚至比摩尔定律更为重要,图一是单个晶体管的成本收益学习曲线。自1954 年以来,单个晶体管的收益与可预测学习曲线强相关。在摩尔定律之前,学习曲线为半导体行业提供了一盏指路明灯。德州仪器将其用于战略指定,并与波士顿咨询集团 ( Boston Consulting Group ) 共享数据,后者出版了一本名为《经验展望》( Perspectives on Experience ) 的书。在锗硅分立晶体管时代,像TI 这样的公司可以利用学习曲线,根据生产的**00 个元器件的实际成本,来预测生产10 万个元器件后的单位成本。然后,可以对特定的晶体管元器件进行亏本定价,以获得**的市场份额,当销量达到未来的高单位时,可以实现更高的盈利能力和市场影响力。学习曲线并不是由德州仪器创造的,早于晶体管发明,它在1852 年就被开发出来,被用于航空等行业,当飞机数达到一定量后,就可以用其来预测每架飞机的成本。德州仪器将其引入半导体领域,它利用学习曲线在新元件生命周期早期指导定价策略。



三极管还能通过基极电流来控制集电极电流的导通和截止,这就是三极管的开关作用(开关特性)。深圳三极管晶体管

高电子迁移率晶体管(HEMT)与任何其他FET一样工作。成都电源晶体管

多闸极晶体管的载子通道受到接触各平面的闸极控制。因此提供了一个更好的方法可以控制漏电流。由于多闸极晶体管有更高的本征增益和更低的沟道调制效应,在类比电路领域也能够提供更好的效能。如此可以减少耗电量以及提升芯片效能。立体的设计也可以提高晶体管密度,进而发展需要高密度晶体管的微机电领域。


与平面CMOS(互补金属氧化物半导体)技术相比,FinFET器件具有明显更快的开关时间和更高的电流密度。FinFET是一种非平面晶体管或“ 3D”晶体管。它是现代纳米电子半导体器件制造的基础。


2011年,英特尔将之用于22nm工艺的生产,正式走向商业化。从2014年开始,14nm(或16nm)的主要代工厂(台积电,三星,GlobalFoundries)开始采用FinFET设计。在接下来的发展过程中,FinFET也成为了14 nm,10 nm和7 nm工艺节点的主要栅极设计。



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