Wyjaśnienie animacji 3D: Zasada działania tranzystora została w końcu zszokowana. Istota

Home Felietonista Codzienne wyróżnienie Wyjaśnienie animacji 3D: Zasada działania tranzystora została w końcu zszokowana. Istota

2022-03-17 1353

W 1947 roku amerykańscy fizycy Shockley, Badin i Bratton wspólnie wynaleźli tranzystor, półprzewodnikowy element stały z trzema czopami.

Obraz

Ponieważ tranzystory charakteryzują się niskim zużyciem energii, niewielkimi rozmiarami, stosunkowo niską ceną i elastycznym trybem łączenia, po pojawieniu się tranzystorów wiele funkcji, których wcześniej nie można było zrealizować, zostało zrealizowanych w obwodach elektronicznych, zwłaszcza obwodach impulsowych i obwodach cyfrowych. Spójrzmy. Poniższy film jest intuicyjny i dokładny i stanowi doskonałą pracę do nauki popularnonaukowej. Sugeruję obejrzenie (z tłumaczeniem)!(Źródło wideo: TEDEd, tłumaczenie: @ turboxiaozhou)

Poniższa animacja została wykonana przez firmę LearnEngineering. Na filmie możemy intuicyjnie poznać zasadę działania tranzystora. Tranzystor ma trzy bieguny; Trzy bieguny tranzystora bipolarnego składają się z emitera, podstawy i kolektora, odpowiednio typu N i typu P; Trzy bieguny tranzystora polowego to źródło, bramka i dren.
Tranzystory obejmują głównie MOSFET, IGBT, tranzystor bipolarny (zwany także triodą) itp. Biorąc pod uwagę strukturę konkurencji rynkowej tych trzech tranzystorów, rynek triod jest stosunkowo rozproszony. Ze względu na ich niską cenę, nadal istnieje pewien popyt w kilku zastosowaniach, takich jak systemy wrażliwe na cenę i sterowanie obciążeniami indukcyjnymi. Jednakże, ze względu na wysokie zużycie energii przez triody i inne problemy, w globalnym środowisku oszczędzania energii i redukcji emisji, skala rynku triod ma tendencję spadkową, a ich miejsce zajmują tranzystory MOSFET.

Przekrój wióra

Tranzystor jest podstawowym elementem układu elektronicznego. Do popularnych tranzystorów należą MOSFET i IGBT. Ten pierwszy charakteryzuje się prostotą sterowania, dobrą charakterystyką wysokoczęstotliwościową i dwukierunkowym przewodnictwem. Jest stosowany głównie w środowiskach o wysokiej częstotliwości i niskim poborze mocy, a także jest szeroko stosowany w elektronice użytkowej, komunikacji, sterowaniu przemysłowym i elektronice samochodowej. Tranzystor IGBT charakteryzuje się wysoką częstotliwością przełączania, wysoką rezystancją napięciową i zmiennym napięciem. Nadaje się głównie do zastosowań o niskiej częstotliwości i dużej mocy, a także jest szeroko stosowany w falownikach, przetwornicach częstotliwości, przełącznikach zasilania i innych dziedzinach. W przemyśle elektronicznym nazywany jest „procesorem”.

W chipie może znajdować się ponad 10 miliardów tranzystorów. Jak może istnieć tak wiele tranzystorów? Kiedy chip jest stale powiększany, widzimy cud: jest to zdjęcie SEM z widokiem z góry, na którym wyraźnie widać warstwową strukturę wewnątrz procesora. Im mniejsza szerokość linii, tym jest ona węższa i bliżej warstwy urządzenia.

To jest przekrój poprzeczny procesora. Wyraźnie widać warstwową strukturę procesora. Chip jest ułożony hierarchicznie. Ten procesor ma około 10 warstw. Najniższą warstwę stanowi warstwa urządzenia, którą stanowi tranzystor MOSFET.

Gdy rurka Mos zostanie powiększona w chipie, można zobaczyć trójwymiarową strukturę przypominającą „platformę”, a tranzystor nie ma indukcyjności, rezystancji i innych elementów, które łatwo generują ciepło. Górną warstwę stanowi elektroda o niskiej rezystancji, która jest oddzielona od dolnej platformy izolatorem. Generalnie jako surowiec bramki stosuje się polikrzem typu P lub N, a dolnym izolatorem jest dwutlenek krzemu.

Obie strony platformy są źródłem i odpływem poprzez dodanie zanieczyszczeń, a ich pozycje można zamieniać. Odległość między nimi to kanał, który określa charakterystykę chipa.

Chip z 2.6 biliona tranzystorów firmy Cerebras Systems

Oczywiście tranzystory w chipie to nie tylko tranzystory Mos, ale także tranzystory trójbramkowe. Tranzystory nie są instalowane, ale rzeźbione podczas produkcji chipa.

Zastrzeżenie: Ten artykuł jest reprodukowany z „Semiconductor Online”. Ten artykuł przedstawia wyłącznie osobiste poglądy autora i nie reprezentuje poglądów Sacco Micro ani branży. Służy wyłącznie do ponownego drukowania i udostępniania w celu wspierania ochrony praw własności intelektualnej. Przy przedruku proszę podać oryginalne źródło i autora. Jeśli doszło do naruszenia, skontaktuj się z nami, aby je usunąć.

Tel firmy: +86-0755-83044319
Faks/faks:+86-0755-83975897
E-mail: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Menedżer Li
QQ: 332496225 Menedżer Qiu
Adres: pokój 809, blok C, budynek Zhantao Technology, nr 1079 Minzhi Avenue, Longhua New District, Shenzhen

Poprzednie

Jeden artykuł rozumie IGBT

Następna

Wybierz odpowiedni moduł IGBT na poziomie samochodu: Zinterpretuj pierwszy krajowy standard IGBT