አዲስ እና ኦሪጅናል TPA3116D2DADR የተቀናጀ የወረዳ IC ቺፕስ ኤሌክትሮኒክስ ክፍሎች

በሴሚኮንዳክተር ቺፕ የመጀመሪያዎቹ ቀናት, ሲሊኮን ዋናው ገጸ ባህሪ አልነበረም, germanium ነበር.የመጀመሪያው ትራንዚስተር በጀርመን ላይ የተመሰረተ ትራንዚስተር ሲሆን የመጀመሪያው የተቀናጀ የወረዳ ቺፕ ደግሞ germanium ቺፕ ነበር።
የመጀመሪያው ትራንዚስተር ባይፖላር ትራንዚስተር (BJT) የፈጠረው ባርዲን እና ብራቶን ናቸው።የመጀመሪያው የፒ/ኤን መጋጠሚያ ዳዮድ በሾክሌይ ተፈለሰፈ እና፣ ወዲያውኑ፣ ይህ በሾክሌይ የተነደፈው የመገጣጠሚያ አይነት ለBJT መደበኛ መዋቅር ሆኖ ዛሬ አገልግሎት ላይ ይገኛል።ሦስቱም በፊዚክስ የኖቤል ሽልማት የተሸለሙት በዚያው ዓመት በ1956 ነበር።
ትራንዚስተር በቀላሉ እንደ ትንንሽ ማብሪያ/ማብሪያ/መቀየሪያ ሊረዳ ይችላል።በሴሚኮንዳክተር ባህሪያት ላይ በመመስረት ሴሚኮንዳክተርን በፎስፈረስ እና በ P-አይነት ሴሚኮንዳክተር ከቦሮን ጋር በማጣበቅ የኤን-አይነት ሴሚኮንዳክተር ሊፈጠር ይችላል።የኤን-አይነት እና የፒ-አይነት ሴሚኮንዳክተሮች ጥምረት የ PN መገናኛን ይመሰርታል, በኤሌክትሮኒክስ ቺፕስ ውስጥ አስፈላጊ መዋቅር;ይህ የተወሰኑ አመክንዮ ስራዎች እንዲከናወኑ ይፈቅዳል (እንደ በሮች፣ ወይም በሮች፣ በሮች ያልሆኑ፣ ወዘተ.)
ይሁን እንጂ ጀርመኒየም አንዳንድ በጣም አስቸጋሪ ችግሮች አሉት, ለምሳሌ በሴሚኮንዳክተር ውስጥ ያሉ ብዙ የበይነገጽ ጉድለቶች, ደካማ የሙቀት መረጋጋት እና ጥቅጥቅ ያሉ ኦክሳይድ አለመኖር.ከዚህም በላይ germanium ብርቅዬ ንጥረ ነገር ነው፣ በአንድ ሚሊዮን ውስጥ 7 ክፍሎች ብቻ ያሉት የምድር ቅርፊት፣ የጀርማኒየም ማዕድናትም በጣም የተበታተኑ ናቸው።ለጀርማኒየም ጥሬ ዕቃዎች ዋጋ ከፍተኛ ሆኖ ስለሚቆይ germanium በጣም አልፎ አልፎ እና ያልተሰበሰበ ስለሆነ ነው;ነገሮች ብርቅ ናቸው፣ እና የጥሬ ዕቃው ውድነት የጀርማኒየም ትራንዚስተሮች ርካሽ እንዳይሆን ስለሚያደርግ ጀርማኒየም ትራንዚስተሮችን በስፋት ለማምረት አስቸጋሪ ነው።

ተመራማሪዎች, ስለዚህ, አንድ ደረጃ ላይ ዘለው እና ኤለመንት ሲልከን ተመለከተ.ሁሉም የ germanium ውስጣዊ ጉድለቶች የሲሊኮን ተፈጥሯዊ ጥቅሞች ናቸው ማለት ይችላሉ.

ሲሊከን ከኦክሲጅን በኋላ ሁለተኛው በጣም ብዙ ንጥረ ነገር ነው, ነገር ግን በመሠረቱ በተፈጥሮ ውስጥ ሲሊኮን ሞኖመሮችን ማግኘት አይችሉም;በጣም የተለመዱት ውህዶች ሲሊካ እና ሲሊከቶች ናቸው።ከእነዚህ ውስጥ ሲሊካ በተራው የአሸዋ ዋና ዋና ክፍሎች አንዱ ነው.በተጨማሪም እንደ ፌልድስፓር, ግራናይት እና ኳርትዝ ያሉ ውህዶች ሁሉም በሲሊካ-ኦክስጅን ውህዶች ላይ የተመሰረቱ ናቸው.

ሲሊኮን በሙቀት የተረጋጋ፣ ጥቅጥቅ ያለ፣ ከፍተኛ ዳይኤሌክትሪክ ቋሚ ኦክሳይድ አለው፣ እና በሲሊኮን-ሲሊኮን ኦክሳይድ በይነገጽ በጣም ጥቂት የፊት መጋጠሚያ ጉድለቶች በቀላሉ ሊዘጋጅ ይችላል።

ሲሊኮን ኦክሳይድ በውሃ ውስጥ የማይሟሟ (ጀርማኒየም ኦክሳይድ በውሃ ውስጥ የሚሟሟ ነው) እና በአብዛኛዎቹ አሲዶች ውስጥ የማይሟሟ ነው ፣ ይህም በቀላሉ ለታተሙ የወረዳ ሰሌዳዎች ከሚውለው የዝገት ማተሚያ ቴክኒክ ጋር ይዛመዳል።የዚህ ጥምረት ምርት እስከ ዛሬ ድረስ ለሚቀጥሉት የተቀናጁ ወረዳዎች ጠፍጣፋ ሂደት ነው።
የሲሊኮን ክሪስታል አምዶች

የሲሊኮን ጉዞ ወደ ላይ
ያልተሳካ ሥራ፡- ማንም ሰው የሲሊኮን ትራንዚስተር ለመሥራት ገና ያልተሳካለት ሰው በነበረበት ወቅት ሾክሌይ ትልቅ የገበያ ዕድል እንዳየ ይነገራል።ለዚህም ነው በ1956 ቤል ላብስን ትቶ በካሊፎርኒያ የራሱን ኩባንያ መመስረት የጀመረው።እንደ አለመታደል ሆኖ ሾክሌይ ጥሩ ሥራ ፈጣሪ አልነበረም እና የንግድ ሥራው አስተዳደር ከአካዳሚክ ችሎታው ጋር ሲወዳደር የሞኝ ሥራ ነበር።ስለዚህ ሾክሌይ ራሱ ጀርማኒየምን በሲሊኮን የመተካት ፍላጎቱን አላሟላም እና በቀሪው የሕይወት ዘመኑ መድረክ በስታንፎርድ ዩኒቨርሲቲ መድረክ ነበር።ከተመሠረተ ከአንድ ዓመት በኋላ የመለመላቸው ስምንት ጎበዝ ወጣቶች ከእርሱ ጋር በጅምላ ከድተው፣ ጀርመኒየምን በሲሊኮን የመተካት ፍላጎታቸውን ሊያጠናቅቁ የነበሩት “ስምንቱ ከዳተኞች” ናቸው።

የሲሊኮን ትራንዚስተር መነሳት

ፌርቺልድ ሴሚኮንዳክተርን ከመመሥረቱ በፊት ጀርማኒየም ትራንዚስተሮች ዋነኛ ገበያ ሲሆኑ፣ በ1957 በዩናይትድ ስቴትስ ወደ 30 ሚሊዮን የሚጠጉ ትራንዚስተሮች፣ አንድ ሚሊዮን የሲሊኮን ትራንዚስተሮች እና ወደ 29 ሚሊዮን የሚጠጉ የጀርመን ትራንዚስተሮች ነበሩ።በ20% የገበያ ድርሻ ቴክሳስ ኢንስትሩመንትስ በትራንዚስተር ገበያ ውስጥ ግዙፍ ሆነ።
ስምንት Renegades እና Fairchild Semiconductor

የገበያው ትልቁ ደንበኞች የአሜሪካ መንግስት እና ወታደር ቺፖችን በብዛት በሮኬቶች እና ሚሳኤሎች መጠቀም ይፈልጋሉ ዋጋ ያለው የማስጀመሪያ ጭነት በመጨመር እና የቁጥጥር ተርሚናሎች አስተማማኝነትን ያሻሽላሉ።ነገር ግን ትራንዚስተሮች በከፍተኛ ሙቀት እና በኃይለኛ ንዝረት ሳቢያ ከባድ የአሠራር ሁኔታዎች ያጋጥሟቸዋል።

ጀርመኒየሙ ወደ ሙቀት ሲመጣ የመጀመሪያው ይሸነፋል፡ ጀርማኒየም ትራንዚስተሮች የሙቀት መጠኑን 80 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ብቻ መቋቋም የሚችሉ ሲሆን የወታደሩ መስፈርቶች በ 200 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ውስጥ እንኳን ለተረጋጋ አሠራር ነው.ይህንን የሙቀት መጠን መቋቋም የሚችሉት የሲሊኮን ትራንዚስተሮች ብቻ ናቸው።
ባህላዊው የሲሊኮን ትራንዚስተር

ፌርቺልድ የሲሊኮን ትራንዚስተሮችን የመሥራት ሂደትን ፈለሰፈ፣ እንደ ህትመት መጽሐፍት ቀላል እና ቀልጣፋ እና ከጀርማኒየም ትራንዚስተሮች በዋጋ በጣም ርካሽ ያደርጋቸዋል።የፌርቻይልድ የሲሊኮን ትራንዚስተሮችን የማምረት ሂደት እንደሚከተለው ሻካራ ነው።

በመጀመሪያ አንድ አቀማመጥ በእጁ ይሳላል, አንዳንድ ጊዜ በጣም ትልቅ ከመሆኑ የተነሳ ግድግዳውን ይይዛል, ከዚያም ስዕሉ ፎቶግራፍ ይነሳል እና ወደ ትንሽ ገላጭ ሉህ ይቀንሳል, ብዙ ጊዜ ባለ ሁለት መስመሮች በሶስት ሉሆች, እያንዳንዳቸው የሴኪውሪክ ንብርብርን ይወክላሉ.

በሁለተኛ ደረጃ, ብርሃን-sensitive ቁሳዊ አንድ ንብርብር የተሰነጠቀ እና የተወለወለ ለስላሳ ሲሊከን ዋፈር ላይ ይተገበራል, እና UV / ሌዘር ወደ ሲሊከን ዋፈር ላይ transillumination ወረቀት ከ የወረዳ ንድፍ ለመጠበቅ ጥቅም ላይ ይውላል.

በሦስተኛ ደረጃ ፣ በ transillumination ሉህ ውስጥ በጨለማው ክፍል ውስጥ ያሉ ቦታዎች እና መስመሮች በሲሊኮን ዋፈር ላይ ያልተጋለጡ ንድፎችን ይተዋሉ ።እነዚህ ያልተጋለጡ ቅጦች በአሲድ መፍትሄ ይጸዳሉ, እና ሴሚኮንዳክተር ቆሻሻዎች ተጨምረዋል (የስርጭት ቴክኒክ) ወይም የብረት መቆጣጠሪያዎች ይለጠፋሉ.

በአራተኛ ደረጃ ከላይ የተጠቀሱትን ሶስት እርከኖች ለእያንዳንዱ ገላጭ ዋይፈር በመድገም በሲሊኮን ዋፈር ላይ ብዙ ትራንዚስተሮችን ማግኘት ይቻላል እነዚህም በሴቶች ሰራተኞች በማይክሮስኮፕ ተቆርጠው ከሽቦ ጋር ተያይዘው ታሽገው ተሞክረው ይሸጣሉ።

የሲሊኮን ትራንዚስተሮች በብዛት በሚገኙበት ጊዜ፣ ስምንቱ የፌርቺልድ ከሃዲ መስራቾች እንደ ቴክሳስ ኢንስትሩመንትስ ካሉ ግዙፍ ኩባንያዎች ጎን ሊቆሙ ከሚችሉ ኩባንያዎች መካከል ነበሩ።

አስፈላጊው ግፊት - ኢንቴል
የጀርመኒየም የበላይነትን ያጠቃለለ የተቀናጀ ዑደት ቀጣይ ፈጠራ ነበር።በወቅቱ፣ ሁለት የቴክኖሎጂ መስመሮች ነበሩ፣ አንደኛው ከቴክሳስ ኢንስትሩመንትስ በጀርማኒየም ቺፖች ላይ ለተቀናጁ ወረዳዎች እና አንደኛው ከፌርቺልድ በሲሊኮን ቺፕስ ላይ ለተቀናጁ ሰርኮች።መጀመሪያ ላይ ሁለቱ ኩባንያዎች በተቀናጁ ወረዳዎች ላይ የባለቤትነት መብትን በተመለከተ ከፍተኛ ክርክር ነበራቸው፣ በኋላ ላይ ግን የፓተንት ጽሕፈት ቤቱ በሁለቱም ኩባንያዎች የተቀናጁ ወረዳዎች ላይ የባለቤትነት መብታቸውን አውቆ ነበር።
ነገር ግን፣ የፌርቺልድ ሂደት የበለጠ የላቀ ስለነበር፣ የተቀናጀ ወረዳዎች መስፈርት ሆነ እና ዛሬም ጥቅም ላይ መዋል ቀጥሏል።በኋላ፣ የተቀናጀ ወረዳ ፈጣሪ ኖይስ እና የሙር ህግ ፈጣሪ ሙር፣ በአጋጣሚ ሁለቱም የ"ስምንቱ ከዳተኞች" አባላት የነበሩትን ሴንትሮን ሴሚኮንዳክተርን ለቀቁ።ከግሮቭ ጋር በመሆን የዓለማችን ትልቁ ሴሚኮንዳክተር ቺፕ ኩባንያ ኢንቴል ፈጠሩ።
ሦስቱ የኢንቴል መስራቾች፣ ከግራ፡ ግሮቭ፣ ኖይስ እና ሙር

በቀጣዮቹ እድገቶች ኢንቴል የሲሊኮን ቺፖችን ገፋ።የሴሚኮንዳክተር ማከማቻ እና የሲፒዩ ሴክተር ንጉስ ለመሆን እንደ ቴክሳስ ኢንስትሩመንት፣ ሞቶሮላ እና አይቢኤም ያሉ ግዙፍ ኩባንያዎችን አሸንፏል።

ኢንቴል በኢንዱስትሪው ውስጥ የበላይ ተጫዋች እየሆነ ሲሄድ ሲሊከን ጀርመኒየምንም አብቅቷል፣ እና በአንድ ወቅት የሳንታ ክላራ ቫሊ የነበረው “ሲሊኮን ቫሊ” ተብሎ ተሰየመ።ከዚያን ጊዜ ጀምሮ የሲሊኮን ቺፕስ በሕዝብ ግንዛቤ ውስጥ ከሴሚኮንዳክተር ቺፕስ ጋር እኩል ሆኗል.

ጀርመኒየም ግን እንደ ሴሚኮንዳክተሮች ብዙ የበይነገጽ ጉድለቶች፣ ደካማ የሙቀት መረጋጋት እና ጥቅጥቅ ያሉ ኦክሳይድ ያሉ ችግሮችን ለመፍታት አንዳንድ በጣም አስቸጋሪ ችግሮች አሉት።ከዚህም በላይ germanium ብርቅዬ ንጥረ ነገር ነው፣ በአንድ ሚሊዮን ውስጥ 7 ክፍሎች ብቻ ያሉት የምድር ቅርፊት፣ የጀርማኒየም ማዕድናትም በጣም የተበታተኑ ናቸው።ለጀርማኒየም ጥሬ ዕቃዎች ዋጋ ከፍተኛ ሆኖ ስለሚቆይ germanium በጣም አልፎ አልፎ እና ያልተሰበሰበ ስለሆነ ነው;ነገሮች ብርቅ ናቸው፣ እና የጥሬ ዕቃው ውድነት ጀርማኒየም ትራንዚስተሮች ርካሽ እንዳይሆን ስለሚያደርግ ጀርማኒየም ትራንዚስተሮችን በስፋት ለማምረት አስቸጋሪ ነው።

ተመራማሪዎች, ስለዚህ, አንድ ደረጃ ላይ ዘለው እና ኤለመንት ሲልከን ተመለከተ.ሁሉም የ germanium ውስጣዊ ድክመቶች የሲሊኮን ተፈጥሯዊ ጥንካሬዎች ናቸው ማለት ይችላሉ.

ሲሊከን ከኦክሲጅን በኋላ ሁለተኛው በጣም ብዙ ንጥረ ነገር ነው, ነገር ግን በመሠረቱ በተፈጥሮ ውስጥ ሲሊኮን ሞኖመሮችን ማግኘት አይችሉም;በጣም የተለመዱት ውህዶች ሲሊካ እና ሲሊከቶች ናቸው።ከእነዚህ ውስጥ ሲሊካ በተራው የአሸዋ ዋና ዋና ክፍሎች አንዱ ነው.በተጨማሪም እንደ ፌልድስፓር, ግራናይት እና ኳርትዝ ያሉ ውህዶች ሁሉም በሲሊካ-ኦክስጅን ውህዶች ላይ የተመሰረቱ ናቸው.

ሲሊኮን በሙቀት የተረጋጋ፣ ጥቅጥቅ ያለ፣ ከፍተኛ ዳይኤሌክትሪክ ቋሚ ኦክሳይድ አለው፣ እና በሲሊኮን-ሲሊኮን ኦክሳይድ በይነገጽ በጣም ጥቂት የፊት መጋጠሚያ ጉድለቶች በቀላሉ ሊዘጋጅ ይችላል።

ሲሊኮን ኦክሳይድ በውሃ ውስጥ የማይሟሟ (ጀርማኒየም ኦክሳይድ በውሃ ውስጥ የሚሟሟ ነው) እና በአብዛኛዎቹ አሲዶች ውስጥ የማይሟሟ ነው ፣ ይህም በቀላሉ ለታተሙ የወረዳ ሰሌዳዎች ከሚውለው የዝገት ማተሚያ ቴክኒክ ጋር ይዛመዳል።የዚህ ጥምረት ምርት እስከ ዛሬ ድረስ የሚቀጥል የተቀናጀ የወረዳ እቅድ ሂደት ነው።