Τι είναι ένα επιταξιακό τρανζίστορ;

Το επιταξιακό τρανζίστορ είναι ο πρόδρομος για πολλές σύγχρονες συσκευές ημιαγωγών.Ένα τυποποιημένο τρανζίστορ χρησιμοποιεί τρία κομμάτια υλικού ημιαγωγών που συγχωνεύονται απευθείας.Τα επιταξιακά τρανζίστορ μοιάζουν πολύ με ένα τυποποιημένο τρανζίστορ, εκτός από το ότι έχουν ένα πολύ λεπτό φιλμ στρώμα καθαρού, μη φορτισμένου ημιαγωγού υλικού που εναποτίθεται μεταξύ των τμημάτων του τρανζίστορ για να τα μονηθούν μεταξύ τους.Αυτό βελτιώνει σημαντικά την ταχύτητα και την απόδοση της συσκευής.

Ένα τυποποιημένο τρανζίστορ αποτελείται από τρία κομμάτια ενός ημικυρομανού υλικού, όπως το πυρίτιο.Το πυρίτιο για αυτά τα κομμάτια αναμειγνύεται με ένα πρόσθετο που τους δίνει ένα ηλεκτρικό φορτίο.Για ένα τρανζίστορ τύπου NPN, ένα βιομηχανικό πρότυπο, δύο από τα κομμάτια είναι αρνητικά φορτισμένα, ενώ το τρίτο είναι θετικά φορτισμένο.

Για την κατασκευή του τρανζίστορ, τα τρία κομμάτια πυρίτιο συγχωρούνται μεταξύαρνητικά φορτισμένα κομμάτια.Μόλις τα κομμάτια αυτά συγχωνεύονται μαζί, μια ανταλλαγή ηλεκτρονίων εμφανίζεται στα δύο μέρη όπου τα κομμάτια συναντιούνται, που ονομάζονται διασταυρώσεις.Η ανταλλαγή ηλεκτρονίων συνεχίζεται στις διασταυρώσεις μέχρι να επιτευχθεί ισορροπία μεταξύ των αρνητικών και των θετικών φορτίων.και σε ποιες τάσεις θα διεξάγει ή θα αποτύχει η συσκευή, που ονομάζεται τάση διάσπασης ή χιονοστιβάδας.Επειδή η μέθοδος δημιουργίας περιοχών εξάντλησης σε τυπικά τρανζίστορ συμβαίνει φυσικά, δεν είναι βέλτιστα ακριβείς και δεν μπορούν να ελεγχθούν για να βελτιωθούν ή να μεταβάλλουν τη φυσική τους δομή, πέρα από την αλλαγή της αντοχής του φορτίου που προστέθηκε αρχικά στο πυρίτιο.Για χρόνια, τα τρανζίστορ γερμανίου είχαν ανώτερες ταχύτητες μεταγωγής σε σύγκριση με τα τρανζίστορ πυριτίου απλώς και μόνο επειδή ο ημιαγωγός του γερμανίου τείνει να σχηματίζει φυσικά αυστηρές περιοχές εξάντλησης.

Το 1951, ο Howard Christensen και ο Gordon Teal των Bell Labs δημιούργησαν μια τεχνολογία που ονομάζεται τώρα επιταξιακή εναπόθεση.Αυτή η τεχνολογία, όπως υποδηλώνει το όνομα, θα μπορούσε να καταθέσει μια πολύ λεπτή μεμβράνη ή στρώμα υλικού σε ένα υπόστρωμα ενός πανομοιότυπου υλικού.Το 1960, ο Henry Theurer οδήγησε την ομάδα Bell που τελειοποίησε τη χρήση επιταξιακής εναπόθεσης για ημιαγωγούς πυριτίου.

Αυτή η νέα προσέγγιση στην κατασκευή των τρανζίστορ άλλαξε για πάντα συσκευές ημιαγωγών.Αντί να βασιζόμαστε στις φυσικές τάσεις του πυριτίου για να σχηματίσουν τις περιοχές εξάντλησης ενός τρανζίστορ, η τεχνολογία θα μπορούσε να προσθέσει πολύ λεπτά στρώματα καθαρού, μη φορτωμένου πυριτίου που θα λειτουργούσε ως περιοχές εξάντλησης.Αυτή η διαδικασία έδωσε στους σχεδιαστές ακριβή έλεγχο των επιχειρησιακών χαρακτηριστικών των τρανζίστορ πυριτίου και, για πρώτη φορά, τα οικονομικά αποδοτικά τρανζίστορ πυριτίου έγιναν ανώτερα από όλα τα ομολόγους τους.Επιδαξιακό τρανζίστορ, το οποίο η εταιρεία πίεσε την άμεση υπηρεσία στον εξοπλισμό μεταγωγής τηλεφώνου, βελτιώνοντας τόσο την ταχύτητα όσο και την αξιοπιστία του συστήματος.Εντυπωσιασμένος με την απόδοση του επιταξιακού τρανζίστορ, οι ημιαγωγοί Fairchild άρχισαν να εργάζονται για το δικό του επιταξιακό τρανζίστορ, το θρυλικό 2n914.Απελευθέρωσε τη συσκευή στην αγορά το 1961 και παρέμεινε σε ευρεία χρήση.

Μετά την απελευθέρωση του Fairchild, άλλες εταιρείες, όπως η Sylvania, η Motorola και η Texas Instruments, άρχισαν να εργάζονται για τα δικά τους τρανζίστορ και η ηλικία των ηλεκτρονικών πυριτίου ήτανγεννημένος.Λόγω της επιτυχίας της επιταξιακής εναπόθεσης στη δημιουργία τρανζίστορ και των συσκευών πυριτίου γενικά, οι μηχανικοί ζήτησαν άλλες χρήσεις για την τεχνολογία και σύντομα εργάστηκαν με άλλα υλικά, όπως τα μεταλλικά οξείδια.Οι άμεσοι απόγονοι του επιταξιακού τρανζίστορ υπάρχουν σχεδόν σε κάθε πρόοδοD Ηλεκτρονική συσκευή που μπορεί να φανταστεί κανείς: Επίπεδες οθόνες, CCDs ψηφιακής κάμερας, κινητά τηλέφωνα, ολοκληρωμένα κυκλώματα, επεξεργαστές υπολογιστών, μάρκες μνήμης, ηλιακά κύτταρα και μυριάδες άλλες συσκευές που σχηματίζουν τα θεμέλια όλων των σύγχρονων τεχνολογικών συστημάτων.