توضیح انیمیشن سه بعدی: اصول کار ترانزیستور بالاخره شوکه شد. ذات

صفحه اصلی مقالهنویس برجسته روزانه توضیح انیمیشن سه بعدی: اصول کار ترانزیستور بالاخره شوکه شد. ذات

2022-03-17 1353

در سال 1947، فیزیکدانان آمریکایی شوکلی، بادین و براتون به طور مشترک ترانزیستور را اختراع کردند، یک عنصر جامد نیمه هادی با سه محور.

از آنجایی که ترانزیستورها دارای ویژگی های مصرف انرژی کم، اندازه کوچک، قیمت نسبتا ارزان و حالت اتصال انعطاف پذیر هستند، پس از ظهور ترانزیستورها، بسیاری از کارکردهایی که قبلاً قابل تحقق نبود، در مدارهای الکترونیکی به ویژه مدارهای پالسی و مدارهای دیجیتال محقق شده است. بیا یک نگاهی بیندازیم. ویدیوی زیر بصری و کامل است و یک کار عالی برای یادگیری علوم عامه است. پیشنهاد می کنم (همراه با ترجمه) نگاهی بیندازید!(منبع ویدیو: TEDEd، ترجمه: @ turboxiaozhou)

انیمیشن زیر توسط LearnEngineering ساخته شده است. در این ویدیو می توانیم به طور مستقیم اصول کار ترانزیستور را یاد بگیریم. ترانزیستور دارای سه قطب است. سه قطب ترانزیستور دوقطبی به ترتیب از امیتر، پایه و جمع کننده از نوع N و نوع P تشکیل شده است. سه قطب یک ترانزیستور اثر میدانی عبارتند از Source، Gate و Drain.
ترانزیستورها عمدتاً شامل MOSFET، IGBT، ترانزیستور دوقطبی (که به آن تریود نیز گفته می‌شود) و غیره هستند. از نظر الگوی رقابت در بازار این سه ترانزیستور، بازار تریودها نسبتاً پراکنده است. به دلیل قیمت پایین آنها، هنوز تقاضای خاصی در چند کاربرد مانند حساس به قیمت و بار محور القایی وجود دارد. با این حال، به دلیل مصرف برق بالای تریودها و سایر مشکلات، در محیط جهانی صرفه جویی در انرژی و کاهش انتشار، مقیاس بازار آن رو به کاهش است و ماسفت جایگزین آن می شود.

مقطع تراشه

ترانزیستور جزء اصلی مدار الکترونیکی است. ترانزیستورهای اصلی شامل MOSFET و IGBT هستند. اولی دارای ویژگی‌های رانندگی ساده، ویژگی‌های فرکانس بالای خوب و رسانایی دو طرفه است. این ماده عمدتاً در محیط‌های کاری با فرکانس بالا و توان کم استفاده می‌شود و به طور گسترده در زمینه‌های لوازم الکترونیکی مصرفی، ارتباطات، کنترل صنعتی و الکترونیک خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرد. IGBT دارای ویژگی‌های فرکانس سوئیچینگ بالا، مقاومت ولتاژ بالا و ولتاژ متغیر است. این ماده عمدتاً برای محیط‌های کاری با فرکانس پایین و توان بالا مناسب است و به طور گسترده در اینورتر، مبدل فرکانس، سوئیچ قدرت و سایر زمینه‌ها استفاده می‌شود. در صنعت الکترونیک به آن "CPU" گفته می‌شود.

ممکن است بیش از 10 میلیارد ترانزیستور در تراشه وجود داشته باشد. چگونه این همه ترانزیستور وجود دارد؟ هنگامی که تراشه به طور مداوم بزرگ می شود، ما یک معجزه را می بینیم: این یک عکس SEM از بالا به پایین است که می تواند ساختار لایه ای داخل CPU را به وضوح ببیند. هرچه عرض خط کمتر باشد، باریکتر است و به لایه دستگاه نزدیکتر است.

این نمای مقطعی CPU است. شما می توانید ساختار لایه لایه CPU را به وضوح ببینید. تراشه به صورت سلسله مراتبی مرتب شده است. این سی پی یو حدود 10 لایه دارد. پایین ترین لایه لایه دستگاه است که ترانزیستور ماسفت است.

هنگامی که لوله Mos در تراشه بزرگ می شود، یک ساختار سه بعدی مانند یک "سکو" دیده می شود و ترانزیستور فاقد اندوکتانس، مقاومت و سایر وسایلی است که به راحتی گرما تولید می کنند. لایه بالایی یک الکترود کم مقاومت است که توسط یک عایق از سکوی پایینی جدا می شود. به طور کلی، پلی سیلیکون نوع P یا N به عنوان ماده اولیه دروازه استفاده می شود و عایق پایین دی اکسید سیلیکون است.

دو طرف سکو با افزودن ناخالصی ها منبع و زهکشی هستند و موقعیت آنها قابل تعویض است. فاصله بین آنها کانال است که ویژگی های تراشه را تعیین می کند.

تراشه با ۲.۶ تریلیون ترانزیستور، از Cerebras Systems

البته ترانزیستورهای موجود در تراشه تنها ترانزیستورهای Mos نیستند، بلکه ترانزیستورهای تری گیت نیز هستند. ترانزیستورها نصب نمی شوند، اما در هنگام ساخت تراشه حک می شوند.

سلب مسئولیت: این مقاله از «نیمه هادی آنلاین» تکثیر شده است. این مقاله فقط دیدگاه های شخصی نویسنده را نشان می دهد و دیدگاه های Sacco Micro و صنعت را نشان نمی دهد. این فقط برای تجدید چاپ و به اشتراک گذاری برای حمایت از حمایت از حقوق مالکیت معنوی است. لطفاً هنگام چاپ مجدد منبع و نویسنده اصلی را ذکر کنید. در صورت وجود هرگونه تخلف، لطفا با ما تماس بگیرید تا آن را حذف کنیم.

تلفن شرکت: +86-0755-83044319
فکس/فکس: +86-0755-83975897
ایمیل: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 مدیر لی
QQ: 332496225 مدیر کیو
آدرس: اتاق 809، بلوک C، ساختمان فناوری Zhantao، خیابان Minzhi شماره 1079، منطقه جدید Longhua، شنژن

قبلی

یک مقاله IGBT را درک می کند

بعدی

یک ماژول IGBT مناسب در سطح خودرو انتخاب کنید: اولین استاندارد داخلی IGBT را تفسیر کنید