전자일기

대부분의 집적 회로는 MOS(CMOS) 트랜지스터를 기반으로 하는 디지털입니다 . 1960년대 후반부터 2년마다 기하학적 축소가 발생하여 회로 밀도가 증가했습니다. 즉, 동일한 공간에서 더 낮은 비용으로 더 많은 회로를 구축할 수 있습니다. 이 글을 쓰는 시점(2006년)에 MOS 트랜지스터 게이트 길이는 최첨단 생산의 경우 65nm이며 1년 이내에 45nm가 예상됩니다. 65nm에서 누설 전류가 분명해졌습니다. 45nm에서 이 누설을 최소화하기 위해 엄청난 혁신이 필요했습니다. MOS 트랜지스터의 축소는 20~30nm에서 끝날 것으로 예상됩니다. 그러나 일부에서는 1~2nm가 한계라고 생각합니다. 광석판술 또는 기타 석판술 기술은 계속 개선되어 점점 더 작은 기하학적 구조를 제공할 것입니다. 그러나 기..

초전도 장치는 널리 사용되지는 않지만 표준 반도체 장치에서는 사용할 수 없는 고유한 특성이 있습니다. 전기 신호 증폭, 자기장 감지 및 빛 감지에 대한 높은 감도는 중요한 응용 분야입니다. 고속 스위칭도 가능하지만 현재 컴퓨터에는 적용되지 않았습니다. 기존 초전도 장치는 0 켈빈(-273 o C)의 몇 도 이내로 냉각해야 합니다. 그러나 현재 90 K 이하에서 사용할 수 있는 고온 초전도 기반 장치에 대한 작업이 진행 중입니다. 이는 저렴한 액체 질소를 냉각에 사용할 수 있기 때문에 중요합니다.초전도 장치초전도성초전도성: 하이케 오네스는 1911년 수은(Hg)에서 초전도성을 발견하여 노벨상을 수상했습니다. 대부분의 금속은 온도가 낮아짐에 따라 전기 저항이 감소합니다. 하지만 대부분은 0 켈빈에 접근해도 ..

이 섹션에서는 실리콘 기반 반도체 의 제조만을  설명합니다. 대부분의 반도체는 실리콘입니다. 실리콘은  트랜지스터와 같은 통합 구성 요소를 패터닝하는 데 유용한 산화물 코팅을 쉽게 형성하기 때문에 집적 회로 에 특히 적합합니다.규소실리콘은 지구 지각에서 두 번째로 흔한 원소로, 이산화규소, SiO 2 형태 로 실리카 모래라고도 합니다. 실리콘은 전기 아크로에서 탄소로 환원하여 이산화규소에서 분리합니다.SiO2 + C = CO2 + Si이러한 야금 등급 실리콘은 실리콘 강철 변압기 적층에 사용하기에 적합하지만 반도체 응용 분야에는 순수하지 않습니다. 염화물 SiCl 4 (또는 SiHCl 3 )로 변환하면 분별 증류로 정제할 수 있습니다. 초순수 아연 또는 마그네슘으로 환원하면 스펀지 실리콘이 생성되어 추가..

사이리스터는 4개(또는 그 이상)의 교대 NPNP 층을 가진 양극성 전도 반도체 소자의 광범위한 분류입니다. 사이리스터에는 다음이 포함됩니다. 실리콘 제어 정류기 (SCR)트라이악게이트 끄기 스위치(GTO)실리콘 제어 스위치 (SCS)AC 다이오드(DIAC)유니접합 트랜지스터 (UJT)프로그래밍 가능한 유니접합 트랜지스터(PUT).이 섹션에서는 SCR만 살펴보고 GTO도 언급합니다.Shockley는 1950년에 4층 다이오드 사이리스터를 제안했습니다. 그것은 수년 후 General Electric에서 실현되었습니다. SCR은 현재 와트에서 메가와트에 이르는 전력 수준을 처리하는 데 사용할 수 있습니다. 소신호 트랜지스터처럼 패키징된 가장 작은 장치는 100VAC에서 수백 밀리암페어를 스위칭합니다. 가장 ..

절연 게이트 전계 효과 트랜지스터 (  IGFET)는 금속 산화물 전계 효과 트랜지스터 (MOSFET) 라고도 하며 , 전계 효과 트랜지스터(FET)의 파생물입니다. 오늘날 대부분의 트랜지스터는 디지털 집적 회로의 구성 요소로서 MOSFET 유형입니다. 개별 BJT가 개별 MOSFET보다 더 많지만, 집적 회로 내의 MOSFET 트랜지스터 수는 수억 개에 달할 수 있습니다. 개별 MOSFET 장치의 크기는 1미크론 미만이며 18개월마다 감소합니다. 훨씬 더 큰 MOSFET은 저전압에서 거의 100암페어의 전류를 전환할 수 있습니다. 일부는 더 낮은 전류에서 거의 1000V를 처리합니다. 이러한 장치는 실리콘 제곱센티미터의 상당 부분을 차지합니다. MOSFET은 JFET보다 훨씬 더 광범위한 응용 분야를 ..

전계 효과 트랜지스터는 1926년과 1933년 미국 특허에서 줄리어스 릴리엔펠트가 제안했습니다(1,900,018). 게다가 쇼클리, 브래튼, 바딘은 1947년에 전계 효과 트랜지스터를 연구하고 있었습니다. 하지만 극심한 어려움 때문에 바이폴라 트랜지스터를 발명하게 되었습니다. 쇼클리의 전계 효과 트랜지스터 이론은 1952년에 발표되었습니다. 하지만 재료 처리 기술은 존 아탈라가 작동하는 장치를 생산한 1960년까지는 충분히 성숙하지 못했습니다.전계 효과 트랜지스터 (FET)는 단극성 장치로, 한 종류의 전하 캐리어만 사용하여 전류를 전도합니다. N형 반도체 슬래브를 기반으로 하는 경우 캐리어는 전자입니다. 반대로 P형 기반 장치는 홀만 사용합니다.FET 동작회로 수준에서 전계 효과 트랜지스터의 작동은 간..

바이폴라 접합 트랜지스터 ( BJT)는 동일한 결정에 있는 두 개의 캐리어, 즉 전자와 홀에 의한 전도를 수반하기 때문에 명명되었습니다. 최초의 바이폴라 트랜지스터는 1947년 말에 Bell Labs에서 William Shockley, Walter Brattain, John Bardeen이 발명했기 때문에 1948년까지 출판되지 않았습니다. 따라서 많은 텍스트가 발명 날짜에 대해 서로 다릅니다. Brattain은 점 접촉 다이오드와 약간 유사한 게르마늄 점 접촉 트랜지스터를 제작했습니다. 한 달 안에 Shockley는 다음 단락에서 설명하는 더 실용적인 접합 트랜지스터를 만들었습니다 . 그들은 트랜지스터로 1956년에 노벨 물리학상을 수상했습니다.아래 그림(a)에 표시된 바이폴라 접합 트랜지스터는 양쪽 ..

일부 역사적 원유가 있었지만, 고순도 재료가 사용 가능하기 전에 일부 역사적 원유가 있었지만, 사용 가능한  반도체 정류기가 있었습니다 . 페르디난트 브라운은 1874년에 황화납(PbS)을 기반으로 한 점 접촉 정류기를 발명했습니다. 산화구리 정류기는 1924년에 전력 정류기로 사용되었습니다. 순방향 전압 강하는 0.2V입니다. 선형 특성 곡선은 아마도 Cu 2 O가 D'Arsonval 기반 멀티미터 의 AC 스케일 정류기로 사용된  이유일 것입니다 . 이 다이오드는 또한 감광성입니다.셀레늄 산화물 정류기는 현대의 파워 다이오드 정류기가 출시되기 전에 사용되었습니다. 이들과 Cu 2 O 정류기는 다결정 소자였습니다. 광전 셀은 한때 셀레늄으로 만들어졌습니다.반도체 이전현대 반도체 시대 이전에 초기 다이오..

아래 그림(a)에서 P형 반도체 블록을 N형 반도체 블록과 접촉시키면 결과는 가치가 없습니다. 서로 접촉하는 두 개의 전도성 블록이 있는데, 고유한 특성은 보이지 않습니다. 문제는 두 개의 별개의 별개의 결정체입니다. 전자의 수는 두 블록의 양성자 수와 균형을 이룹니다. 따라서 어느 블록도 순전하를 갖지 않습니다.그러나 아래 그림(b)에서 한쪽 끝에 P형 물질, 다른 쪽 끝에 N형 물질로 제조된 단일 반도체 결정은 몇 가지 고유한 특성을 갖습니다. P형 물질은 결정 격자 주변을 자유롭게 움직일 수 있는 양의 다수 전하 캐리어인 홀을 갖습니다. N형 물질은 이동 가능한 음의 다수 캐리어인 전자를 갖습니다. 접합 근처에서 N형 물질 전자는 접합을 가로질러 확산되어 P형 물질의 홀과 결합합니다. 접합 근처의 ..

순수 반도체 는 금속에 비해 상대적으로 좋은 절연체이지만 유리와 같은 진정한 절연체만큼은 좋지 않습니다. 반도체 응용 분야에서 유용하려면 고유 반도체 (순수 무도핑 반도체)가 100억 개의 반도체 원자 중 불순물 원자가 하나 이하여야 합니다. 이는 설탕이 가득 찬 철도 화차에 있는 소금 한 알의 불순물과 유사합니다. 불순하거나 더러운 반도체는 금속만큼 좋지는 않지만 상당히 더 전도성이 좋습니다. 그 이유는 무엇일까요? 이 질문에 답하려면 아래 그림에서 이러한 재료의 전자 구조를 살펴봐야 합니다.전자 구조아래 그림(a)은 반도체의 원자가 껍질에 있는 전자 4개가 다른 4개의 원자와 공유 결합을 형성하는 것을 보여줍니다. 이것은 위의 그림을 평평하게 그린, 그리기 쉬운 버전입니다. 원자의 모든 전자는 공유 ..