Wat is een epitaxiale transistor?

De epitaxiale transistor is de voorloper voor veel moderne halfgeleiderapparaten.Een standaardtransistor gebruikt drie stukken halfgeleidermateriaal dat rechtstreeks samengaat.Epitaxiale transistoren lijken veel op een standaardtransistor, behalve dat ze een zeer dunne filmlaag hebben van zuivere, niet -inlade halfgeleidermateriaal dat tussen de transistorsecties wordt afgezet om ze van elkaar te isoleren.Dit verbetert de snelheid en prestaties van het apparaat aanzienlijk.

Een standaard transistor bestaat uit drie stukken van een halfgeleidend materiaal, zoals silicium.Het silicium voor deze stukken wordt gemengd met een additief dat hen een elektrische lading geeft.Voor een NPN-type transistor, een industriestandaard, zijn twee van de stukken negatief geladen, terwijl de derde positief opgeladen is.

Om de transistor te bouwen, worden de drie stukken silicium samengevoegd, met het positief geladen stuk ingeklemd tussen de tweenegatief geladen stukken.Zodra deze stukken samen zijn versmolten, treedt een uitwisseling van elektronen op op de twee plaatsen waar de stukken elkaar ontmoeten, knooppunten genoemd.De elektronenuitwisseling gaat door in de knooppunten totdat een evenwicht tussen de negatieve en positieve ladingen is voldaan.Na de elektrische ladingen in evenwicht te brengen, hebben deze twee gebieden helemaal geen lading meer en worden uitputtinggebieden genoemd.

uitputting -gebieden in een transistor bepalen veel van de operationele kenmerken van het apparaat, zoals hoe snel het apparaat van toestand kan veranderen, Switching genoemd,en op welke spanningen zal het apparaat worden uitgevoerd of falen, zijn afbraak of lawine -spanning genoemd.Omdat de methode voor het creëren van uitputtingsgebieden in standaardtransistoren op natuurlijke wijze plaatsvindt, zijn ze niet optimaal nauwkeurig en kunnen ze niet worden gecontroleerd om hun fysieke structuur te verbeteren of te veranderen, naast het veranderen van de sterkte van de lading die aanvankelijk aan het silicium is toegevoegd.Jarenlang hadden Germanium -transistoren superieure schakelsnelheden in vergelijking met siliciumtransistors simpelweg omdat de halfgeleider van Germanium de neiging had om van nature strakkere uitputting -regio's te vormen.

In 1951 creëerde Howard Christensen en Gordon Teal of Bell Labs een technologie die we nu epitaxiale afzetting noemden.Deze technologie, zoals de naam al doet vermoeden, kan een zeer dunne film of laag van materiaal op een substraat van een identiek materiaal deponeren.In 1960 leidde Henry Theur het Bell -team dat het gebruik van epitaxiale depositie voor silicium halfgeleiders perfectioneerde.

Deze nieuwe benadering van transistorconstructie veranderde voor altijd halfgeleiderapparaten.In plaats van te vertrouwen op de natuurlijke neigingen van silicium om de uitputtinggebieden van een transistor te vormen, kan de technologie zeer dunne lagen zuiver, niet -opgeladen silicium toevoegen die zouden fungeren als de uitputtinggebieden.Dit proces gaf ontwerpers nauwkeurige controle over de operationele kenmerken van siliciumtransistoren en voor het eerst werden kosteneffectieve siliciumtransistoren superieur in alle opzichten aan hun Germanium-tegenhangers.Epitaxiale transistor, die het bedrijf in onmiddellijke service in zijn telefoonschakelapparatuur heeft gedrukt, waardoor zowel de snelheid als de betrouwbaarheid van het systeem werd verbeterd.Onder de indruk van de prestaties van de epitaxiale transistor begonnen Fairchild Semiconductors te werken aan zijn eigen epitaxiale transistor, de legendarische 2N914.Het bracht het apparaat op de markt uit in 1961 en bleef in breed gebruik.

Na de release van Fairchild, begonnen andere bedrijven, zoals Sylvania, Motorola en Texas Instruments, te werken aan hun eigen epitaxiale transistoren, en de siliciumleeftijd van elektronica wasgeboren.Vanwege het succes van epitaxiale afzetting bij het creëren van transistors en siliciumapparaten in het algemeen, zochten ingenieurs naar andere toepassingen voor de technologie, en het werd al snel aan het werk gezet met andere materialen, zoals metaaloxiden.De directe afstammelingen van de epitaxiale transistor bestaan in bijna elke opmarsD elektronisch apparaat dat u denkbaar is: platte schermen, digitale camera -CCD's, mobiele telefoons, geïntegreerde circuits, computerprocessors, geheugenchips, zonnecellen en talloze andere apparaten die de basis vormen van alle moderne technologische systemen.