Hvad er en epitaksial transistor?

Den epitaksiale transistor er forløberen for mange moderne halvlederenheder.En standardtransistor bruger tre stykker halvledermateriale smeltet sammen direkte.Epitaksiale transistorer ligner meget en standardtransistor, bortset fra at de har et meget tyndt filmlag af rent, uladet halvledermateriale, der er deponeret mellem transistorsektioner for at isolere dem fra hinanden.Dette forbedrer enhedens hastighed og ydeevne i høj grad.

En standardtransistor består af tre stykker af et halvinduktivt materiale, såsom silicium.Silicium for disse stykker blandes med et tilsætningsstof, der giver dem en elektrisk ladning.For en NPN-type transistor, en branchestandard, er to af stykkerne negativt opladet, mens den tredje er positivt ladet.

For at bygge transistoren smeltes de tre stykker silicium sammen, med det positivt ladede stykke, der er klemt mellem de tonegativt ladede stykker.Når disse stykker er smeltet sammen, forekommer en udveksling af elektroner på de to steder, hvor brikkerne mødes, kaldet kryds.Elektronudvekslingen fortsætter i krydset, indtil en balance mellem de negative og positive afgifter er opfyldt.Efter at have afbalanceret de elektriske afgifter, har disse to områder overhovedet ikke nogen gebyr og kaldes udtømningsregioner.

Udtømningsregioner i en transistor bestemmer mange af enhedens operationelle egenskaber, såsom hvor hurtigt enheden kan ændre tilstande, kaldet switching,Og ved hvilke spændinger enheden vil udføre eller mislykkes, kaldes dens sammenbrud eller lavine spænding.Fordi metoden til at skabe udtømningsregioner i standardtransistorer sker naturligt, er de ikke optimalt præcise og kan ikke kontrolleres for at forbedre eller ændre deres fysiske struktur, ud over at ændre styrken af ladningen, der oprindeligt blev tilføjet til silicium.I årevis havde germaniumtransistorer overlegne skifthastigheder sammenlignet med siliciumtransistorer, simpelthen fordi Germanium -halvlederen havde en tendens til naturligt at danne strammere udtømningsregioner.

I 1951 skabte Howard Christensen og Gordon Teal fra Bell Labs en teknologi, som vi nu kaldte epitaksial afsætning.Som navnet antyder kunne denne teknologi deponere en meget tynd film eller lag af materiale på et underlag af et identisk materiale.I 1960 førte Henry Theurer Bell -teamet, der perfektionerede brugen af epitaksial afsætning til siliciums halvledere.

Denne nye tilgang til transistorkonstruktion ændrede halvlederenheder for evigt.I stedet for at stole på de naturlige tendenser fra silicium til at danne en transistors udtømningsregioner, kunne teknologien tilføje meget tynde lag af rene, uladet silicium, der ville fungere som udtømningsregionerne.Denne proces gav designere præcis kontrol over de operationelle egenskaber ved siliciumtransistorer og blev for første gang omkostningseffektive siliciumtransistorer overlegne i alle henseender til deres germanium-modstykker.

Med den epitaksiale deponeringsproces perfektioneret, skabte klokkeholdet den førsteEpitaksial transistor, som virksomheden pressede på øjeblikkelig service i sit telefonskiftudstyr, hvilket forbedrer både systemets hastighed og pålidelighed.Imponeret over udførelsen af den epitaksiale transistor, begyndte Fairchild Semiconductors at arbejde på sin egen epitaksiale transistor, den legendariske 2N914.Den frigav enheden på markedet i 1961, og den forblev i bred brug.

Efter Fairchilds frigivelse begyndte andre virksomheder, såsom Sylvania, Motorola og Texas InstrumentFødt.På grund af succes med epitaksial afsætning i oprettelsen af transistorer og siliciumenheder generelt søgte ingeniører andre anvendelser til teknologien, og det blev snart sat til at arbejde med andre materialer, såsom metaloxider.De direkte efterkommere af den epitaksiale transistor findes i næsten ethvert fremskridtD ELEKTRONISK DEMÆRKNING AF ITSAGEN: Flade skærme, digitale kamera CCD'er, mobiltelefoner, integrerede kredsløb, computerprocessorer, hukommelseschips, solceller og et utal af andre enheder, der danner grundlaget for alle moderne teknologiske systemer.