Evolucija MOSFET-a (metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) je proces pun inovacija i otkrića, a njegov razvoj se može sažeti u sljedeće ključne faze:
I. Rani koncepti i istraživanja
Predložen koncept:Pronalazak MOSFET-a može se pratiti sve do 1830-ih, kada je njemački Lilienfeld uveo koncept tranzistora s efektom polja. Međutim, pokušaji tokom ovog perioda nisu uspjeli u realizaciji praktičnog MOSFET-a.
Preliminarna studija:Nakon toga, Bell Labs iz Shaw Tekija (Shockley) i drugi su također pokušali da prouče pronalazak cijevi sa efektom polja, ali isti nisu uspjeli. Međutim, njihovo istraživanje je postavilo temelje za kasniji razvoj MOSFET-a.
II. Rođenje i početni razvoj MOSFET-a
Ključni proboj:Godine 1960. Kahng i Atalla slučajno su izumili MOS tranzistor sa efektom polja (skraćeno MOS tranzistor) u procesu poboljšanja performansi bipolarnih tranzistora sa silicijum dioksidom (SiO2). Ovaj izum je označio formalni ulazak MOSFET-a u industriju proizvodnje integrisanih kola.
Poboljšanje performansi:Sa razvojem poluvodičke procesne tehnologije, performanse MOSFET-a nastavljaju da se poboljšavaju. Na primjer, radni napon visokonaponskog MOS-a može doseći 1000V, vrijednost otpora MOS-a niskog otpora je samo 1 ohm, a radna frekvencija se kreće od DC do nekoliko megaherca.
III. Široka primjena MOSFET-a i tehnološke inovacije
U širokoj upotrebi:MOSFET-i se široko koriste u raznim elektronskim uređajima, kao što su mikroprocesori, memorije, logička kola, itd., zbog svojih odličnih performansi. U modernim elektronskim uređajima, MOSFET-ovi su jedna od nezamjenjivih komponenti.
tehnološke inovacije:Kako bi zadovoljio zahtjeve viših radnih frekvencija i viših nivoa snage, IR je razvio prvi MOSFET snage. kasnije su uvedene mnoge nove vrste energetskih uređaja, kao što su IGBT, GTO, IPM, itd., i sve više se koriste u srodnim oblastima.
Inovacija materijala:Sa napretkom tehnologije, novi materijali se istražuju za proizvodnju MOSFET-ova; na primjer, materijali od silicijum karbida (SiC) počinju da dobijaju pažnju i istraživanja zbog svojih superiornih fizičkih svojstava. SiC materijali imaju veću toplotnu provodljivost i zabranjeni propusni opseg u poređenju sa konvencionalnim Si materijalima, što određuje njihova odlična svojstva kao što su velika gustina struje, visoka jačina probojnog polja i visoka radna temperatura.
Četvrto, MOSFET-ova najsavremenija tehnologija i pravac razvoja
Tranzistori sa dvostrukim vratima:Pokušavaju se razne tehnike da se naprave tranzistori sa dvostrukim vratima kako bi se dodatno poboljšale performanse MOSFET-a. MOS tranzistori sa dvostrukim gejtom imaju bolju sposobnost skupljanja u odnosu na jednostruke kapije, ali je njihovo skupljanje još uvijek ograničeno.
Efekat kratkog rova:Važan smjer razvoja MOSFET-a je rješavanje problema efekta kratkog kanala. Efekat kratkog kanala će ograničiti dalje poboljšanje performansi uređaja, pa je potrebno prevazići ovaj problem smanjenjem dubine spoja regiona izvora i drena, i zamenom PN spoja izvora i drena metal-poluprovodničkim kontaktima.
Ukratko, evolucija MOSFET-a je proces od koncepta do praktične primjene, od poboljšanja performansi do tehnoloških inovacija, i od istraživanja materijala do razvoja najsavremenije tehnologije. Uz kontinuirani razvoj nauke i tehnologije, MOSFET će nastaviti da igraju važnu ulogu u elektronskoj industriji u budućnosti.
Vrijeme objave: Sep-28-2024
