Изоляция P – n перехода - P–n junction isolation

изоляция p – n перехода это метод, используемый для гальванической развязки электронные компоненты, Такие как транзисторы, на Интегральная схема (IC), окружая компоненты обратный смещенный p – n переходы.

Вступление

Путем окружения транзистора, резистора, конденсатора или другого компонента на ИС полупроводниковым материалом, легированным с использованием противоположного вида подложки. присадка, и подключив этот окружающий материал к напряжению, которое смещает p – n переход Таким образом, можно создать область, которая образует электрически изолированный «колодец» вокруг компонента.

Операция

Предположим, что полупроводниковая пластина является материал p-типа. Также предположим, что кольцо материал n-типа размещается вокруг транзистора и размещается под транзистором. Если материал p-типа внутри кольца n-типа теперь подключен к отрицательный терминал блока питания и кольцо n-типа подключается к положительный вывод, 'дыры 'в области p-типа оттягиваются от p − n-перехода, в результате чего ширина непроводящий область истощения увеличить. Точно так же, поскольку область n-типа подключена к положительному выводу, электроны также будут отводиться от перехода.

Это эффективно увеличивает потенциальный барьер и значительно увеличивает электрическое сопротивление против потока носители заряда. По этой причине не будет (или минимально) электрический ток через перекресток.

В середине перехода p – n материала a область истощения создается для защиты от обратного напряжения. Ширина область истощения увеличивается с увеличением напряжения. Электрическое поле растет с увеличением обратного напряжения. Когда электрическое поле превышает критический уровень, переход выходит из строя, и ток начинает течь через сход лавины. Следовательно, необходимо следить за тем, чтобы напряжение в цепи не превышало напряжение пробоя, иначе электрическая изоляция не исчезнет.

История

В статье «Микроэлектроника», опубликованной в Scientific American, Сентябрь 1977 г., том 23, номер 3, стр. 63–9, Роберт Нойс писал:

«Интегральная схема, как мы ее задумали и разработали в Fairchild Semiconductor в 1959 году, выполняет разделение и взаимосвязь транзисторов и других элементов схемы электрически, а не физически. Разделение достигается за счет введения pn-диодов или выпрямителей, которые позволяют течь только в одном направлении. Техника была запатентована Куртом Леховцем из Sprague Electric Company ».

Sprague Electric Company инженер Курт Леховец подан Патент США 3029366 для изоляции p – n-перехода в 1959 году и получил патент в 1962 году.[кем? ] чтобы сказать: «Я никогда не получал ни цента из [патента]». Однако I T История состояния ему заплатили по крайней мере один доллар за то, что, возможно, является самым важным изобретением в истории, поскольку оно также способствовало изобретению ВЕЛ и солнечная батарея, оба из которых Лау Вай Шинг говорит также Lehovec пионер исследование.

Когда Роберт Нойс изобрел монолитная интегральная схема в 1959 году его идея изоляции p – n-переходов была основана на плоском процессе Хорни.[1] В 1976 году Нойс заявил, что в январе 1959 года он ничего не знал о работе Леговца.[2]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Brock, D .; Лекуйе, К. (2010). Lécuyer, C. (ред.). Создатели микрочипов: документальная история Fairchild Semiconductor. MIT Press. п. 158. ISBN  9780262014243.
  2. ^ «Интервью с Робертом Нойсом, 1975–1976». IEEE. Архивировано из оригинал в 2012-09-19. Получено 2012-04-22.