BiCMOS - BiCMOS

«БиМОС» перенаправляется сюда. Не следует путать с BIMOS или же бимо (значения).

Биполярный CMOS (BiCMOS) это полупроводник технология, которая объединяет две ранее отдельные полупроводниковые технологии, биполярный переходной транзистор и CMOS (дополнительный металл-оксид-полупроводник ) ворот, в одном Интегральная схема устройство.[1][2]

Транзисторы с биполярным переходом обеспечивают высокую скорость, высокое усиление и низкую выходную мощность. сопротивление, которые являются отличными свойствами для высокочастотного аналогового усилители, тогда как технология CMOS обеспечивает высокую входное сопротивление и отлично подходит для строительства простых, мало-мощность логические ворота. Пока два типа транзисторов существовали в производстве, разработчики схем, использующих дискретные компоненты, осознавали преимущества интеграции двух технологий; однако из-за отсутствия реализации в интегральных схемах применение этой конструкции произвольной формы было ограничено довольно простыми схемами. Дискретные схемы из сотен или тысяч транзисторов быстро расширяются и занимают сотни или тысячи квадратных сантиметров площади печатной платы, а для очень высокоскоростных схем, таких как те, что используются в современных цифровых компьютерах, расстояние между транзисторами (и минимальное емкость соединений между ними) также делает желаемые скорости совершенно недостижимыми, так что если эти конструкции не могут быть построены как интегральные схемы, то они просто не могут быть построены.

Эта технология нашла применение в усилителях и аналог управление энергопотреблением схем, и имеет некоторые преимущества в цифровой логике. В схемах BiCMOS наиболее подходящим образом используются характеристики каждого типа транзистора. Обычно это означает, что в сильноточных цепях используются полевые транзисторы металл – оксид – полупроводник (МОП-транзисторы) для эффективного управления, а части специализированных схем с очень высокими характеристиками используют биполярные устройства. Примеры этого включают генераторы радиочастоты (RF), запрещенная зона -основные ссылки и малошумящие схемы.[нужна цитата ]

В Pentium, Pentium Pro, и SuperSPARC микропроцессоры также использовали BiCMOS.

Недостатки

Например, многие из преимуществ изготовления КМОП не переносятся непосредственно на изготовление БиКМОП. Присущая трудность возникает из-за того, что оптимизация как BJT-, так и MOS-компонентов процесса невозможна без добавления множества дополнительных этапов изготовления и, следовательно, увеличения стоимости процесса. Наконец, в области высокопроизводительной логики BiCMOS никогда не сможет предложить (относительно) низкое энергопотребление одной только CMOS из-за возможности более высокого тока утечки в режиме ожидания.

История

В июле 1968 г. Хун-Чан Линь и Рамачандра Р. Айер продемонстрировали интегрированный биполярный МОП (БиМОП) аудио усилитель, объединяя биполярный переходной транзистор (BJT) и металл-оксид-полупроводник (MOS) технологии, в Westinghouse Electric Corporation.[3] Позже Лин и Айер продемонстрировали вместе с К. Хо, первый BiCMOS Интегральная схема, объединяя BJT и дополнительный MOS (CMOS) технологии на одной интегральной схеме в Westinghouse в октябре 1968 года.[4][5] В 1984 году BiCMOS крупномасштабная интеграция (LSI) была продемонстрирована Hitachi исследовательская группа во главе с Х. Хигути, Горо Кицукава и Такахиде Икеда.[6]

В 1990-е годы[нужна цитата ] современная интегральная схема изготовление технологии начали делать коммерческую технологию BiCMOS реальностью. Эта технология быстро нашла применение в усилители и аналог управление энергопотреблением схемы.

Типом технологии BiCMOS является технология биполярной CMOS-DMOS (BCD), которая сочетает в себе BiCMOS с DMOS (МОП с двойным рассеиванием), тип силовой MOSFET технологии. Технология BCD объединяет три изготовление полупроводниковых приборов процессы на мощность IC (мощность Интегральная схема ) чип: биполярный для точных аналоговых функций, CMOS для цифрового дизайна и DMOS для power electronic и высокое напряжение элементы. Он был разработан СТ Микроэлектроника в середине 1980-х гг. Существует два типа BCD: BCD высокого напряжения и BCD высокой плотности. Они имеют широкий спектр применения, например кремний на изоляторе (SOI) BCD используется для медицинская электроника, автомобильная безопасность и аудиотехнология.[7]

Рекомендации

  1. ^ Технологический процесс BiCMOS. H Пухнер 1996
  2. ^ Технологический процесс BiCMOS. H Пухнер 1996
  3. ^ Линь, Хунг Чанг; Айер, Рамачандра Р. (июль 1968 г.). «Монолитный биполярный усилитель звука». Транзакции IEEE на приемниках вещания и телевидения. 14 (2): 80–86. Дои:10.1109 / TBTR1.1968.4320132.
  4. ^ Линь, Хунг Чанг; Iyer, Ramachandra R .; Хо, К. Т. (октябрь 1968 г.). «Дополнительная МОП-биполярная структура». 1968 г. - Международная конференция по электронным устройствам: 22–24. Дои:10.1109 / IEDM.1968.187949.
  5. ^ Альварес, Антонио Р. (1990). «Введение в BiCMOS». Технология и приложения BiCMOS. Springer Science & Business Media. С. 1–20. Дои:10.1007/978-1-4757-2029-7_1. ISBN  9780792393849.
  6. ^ Higuchi, H .; Кицукава, Горо; Икеда, Такахиде; Nishio, Y .; Sasaki, N .; Огиуэ, Кацуми (декабрь 1984 г.). «Характеристики и структура уменьшенных биполярных устройств, объединенных с CMOSFET». 1984 Международное совещание по электронным устройствам: 694–697. Дои:10.1109 / IEDM.1984.190818. S2CID  41295752.
  7. ^ «BCD (Bipolar-CMOS-DMOS) - ключевая технология для силовых ИС». СТ Микроэлектроника. В архиве из оригинала от 6 июня 2016 г.. Получено 27 ноября 2019.