Ar žinojote apie MOSFET evoliuciją?

MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) evoliucija yra procesas, kupinas naujovių ir proveržių, o jo kūrimą galima apibendrinti šiais pagrindiniais etapais:

I. Ankstyvosios sampratos ir tyrinėjimai

Siūloma koncepcija:MOSFET išradimą galima atsekti dar 1830-aisiais, kai lauko efekto tranzistoriaus koncepciją pristatė vokietis Lilienfeldas. Tačiau bandymai per šį laikotarpį nepavyko įgyvendinti praktinio MOSFET.

Preliminarus tyrimas:Vėliau Shaw Teki (Shockley) Bell Labs ir kiti taip pat bandė ištirti lauko efekto vamzdžių išradimą, tačiau nepavyko. Tačiau jų tyrimai padėjo pagrindą vėlesnei MOSFET plėtrai.

II. MOSFET gimimas ir pradinis vystymasis

Pagrindinis proveržis:1960 m. Kahng ir Atalla atsitiktinai išrado MOS lauko efekto tranzistorių (sutrumpintai MOS tranzistorių), siekdami pagerinti bipolinių tranzistorių su silicio dioksidu (SiO2) veikimą. Šis išradimas pažymėjo oficialų MOSFET įvedimą į integrinių grandynų gamybos pramonę.

Našumo didinimas:Tobulėjant puslaidininkinių procesų technologijoms, MOSFET našumas ir toliau gerėja. Pavyzdžiui, aukštos įtampos galios MOS darbinė įtampa gali siekti 1000 V, mažos įtampos MOS varžos vertė yra tik 1 omas, o veikimo dažnis svyruoja nuo nuolatinės srovės iki kelių megahercų.

III. Platus MOSFET pritaikymas ir technologinės naujovės

Plačiai naudojamas:MOSFET yra plačiai naudojami įvairiuose elektroniniuose įrenginiuose, tokiuose kaip mikroprocesoriai, atmintis, loginės grandinės ir kt., nes jie puikiai veikia. Šiuolaikiniuose elektroniniuose įrenginiuose MOSFET yra vienas iš būtinų komponentų.

Technologinės naujovės:Siekdama patenkinti aukštesnio veikimo dažnio ir didesnio galios lygio reikalavimus, IR sukūrė pirmąjį galios MOSFET. vėliau buvo pristatyta daug naujų maitinimo įrenginių tipų, tokių kaip IGBT, GTO, IPM ir kt., ir jie buvo vis plačiau naudojami susijusiose srityse.

Medžiagų naujovės:Tobulėjant technologijoms, tiriamos naujos medžiagos MOSFET gamybai; pavyzdžiui, silicio karbido (SiC) medžiagos pradeda sulaukti dėmesio ir sulaukti tyrimų dėl puikių fizinių savybių.SiC medžiagos turi didesnį šilumos laidumą ir draudžiamą pralaidumą, palyginti su įprastomis Si medžiagomis, o tai lemia puikias jų savybes, tokias kaip didelis srovės tankis, didelis gedimo lauko stiprumas ir aukšta darbinė temperatūra.

Ketvirta, MOSFET pažangiausios technologijos ir plėtros kryptis

Dviejų vartų tranzistoriai:Siekiant dar labiau pagerinti MOSFET našumą, bandomos įvairios technologijos. Dviejų vartų MOS tranzistoriai turi geresnį susitraukimą, lyginant su viengubomis vartais, tačiau jų susitraukimas vis dar yra ribotas.

Trumpos tranšėjos efektas:Svarbi MOSFET plėtros kryptis yra trumpojo kanalo efekto problemos sprendimas. Trumpojo kanalo efektas apribos tolesnį įrenginio veikimo gerinimą, todėl šią problemą būtina įveikti sumažinant šaltinio ir nutekėjimo regionų sandūros gylį, o šaltinio ir nutekėjimo PN jungtis pakeičiant metaliniais puslaidininkiniais kontaktais.

Apibendrinant galima pasakyti, kad MOSFET evoliucija yra procesas nuo koncepcijos iki praktinio pritaikymo, nuo našumo gerinimo iki technologinių naujovių ir nuo medžiagų tyrinėjimo iki pažangiausių technologijų kūrimo. Nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, MOSFET ir ateityje atliks svarbų vaidmenį elektronikos pramonėje.