湖南场效应晶体管

MOS晶体管

MOS晶体管全名叫做MOSFET（Metal oxide semiconductor field effect transistor），翻译为中文就是，金属氧化物半导体场效应晶体管这个名字听起来比较绕，比较奇怪，为什么要这么起名字呢？

如下图所示MOS管的结构图和等效图，**上边的栅极（Gate）一般都是由金属（Metal）做的，中间的绝缘层一般是由氧化层SiO2（Oxide）做的，**下边是半导体材料（semiconductor）。至于FET，场效应，就是电场控制电子的意思。

图1 MOS晶体管的结构图（左）和等效图（右）

首先看左边的结构图，图中下半部分是P型半导体（如图中的P-body），其中含有大量的空穴，而左上角和右上角带颜色的N+，是重掺杂的N型半导体，含有更大量的自由电子。接下来继续拟人化描述。

其中，两块带颜色的N+区是一个国家。左边的N+区是一块飞地，而右边的N+区，是本土大陆，飞地的自由电子常年在外，想从飞地（也就是左边的N+区）通过P-body国家，回到本土大陆（也就是右边的N+区）。

场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。湖南场效应晶体管

GAA晶体管

而当先进工艺发展到了7nm阶段，并在其试图继续向下发展的过程中，人们发现，FinFET似乎也不能满足更为先进的制程节点。于是，2006年，来自韩国科学技术研究院（KAIST）和国家nm晶圆中心的韩国研究人员团队开发了一种基于全能门（GAA）FinFET技术的晶体管，三星曾表示，GAA技术将被用于3nm工艺制程上。

GAA全能门与FinFET的不同之处在于，GAA设计围绕着通道的四个面周围有栅极，从而确保了减少漏电压并且改善了对通道的控制，这是缩小工艺节点时的基本步骤，使用更***的晶体管设计，再加上更小的节点尺寸，和5nm FinFET工艺相比能实现更好的能耗比。

GAA 技术作为一款正处于预研中的技术，各家厂商都有自己的方案。比如 IBM 提供了被称为硅纳米线 FET （nanowire FET）的技术，实现了 30nm 的纳米线间距和 60nm 的缩放栅极间距，该器件的有效纳米线尺寸为 12.8nm。此外，新加坡国立大学也推出了自己的纳米线 PFET，其线宽为 3.5nm，采用相变材料 Ge2Sb2Te5 作为线性应力源。

另据据韩媒Business Korea的报道显示，三星电子已经成功攻克了3nm和1nm工艺所使用的GAA （GAA即Gate-All-Around，环绕式栅极）技术，正式向3nm制程迈出了重要一步，预计将于2022年开启大规模量产。

惠州电阻晶体管晶体管因为有以下的优点，因此可以在大多数应用中代替真空管！

晶体管（transistor）是一种类似于阀门的固体半导体器件，可以用于放大、开关、稳压、信号调制 和许多其他功能。在1947年，由美国物理学家约翰·巴丁、沃尔特·布喇顿和英国物理学家威廉·肖克 利（William Shockley，1910—1989）所发明。他们也因为半导体及晶体管效应的研究获得1956年 诺贝尔物理奖。

二战之后，贝尔实验室成立了一个固体物理研究小组，他们要制造一种能替代电子管的半导体器 件。此前，贝尔实验室就对半导体材料进行了研究，发现掺杂的半导体整流性能比电子管好。因此 小组把注意力放在了锗和硅这两种半导体材料上。

三、单结晶体管振荡器

1.单结晶体管振荡器电路

在电子电路中，常常利用单结晶体管的负阻特性和RC电路的充放电特性，组成非正弦波脉冲振荡电路，单结晶体管振荡电路如图6a所示。图中，R、C为充放电元件，V为单结晶体管，Rb1、Rb2为基极电阻，其中Rb2为限流电阻，Rb1是负载电阻，其两端产生的电压降就是振荡输出信号。

2.单结晶体管振荡电路的工作原理

单结晶体管振荡电路的工作原理如下。当开关S闭合后，电源Ucc接入电路中，单结晶体管的b2经电阻Rb2与电源的正极相连，b1经电阻Rb1与电源的负极相接，即b2、b1之间加上了一个正电压。同时，电源Ucc还通过电阻R对电容C进行充电，电容两端的电压Uc随时间按**规律上升，充电时间常数τ=RC。

当电容两端的电压Uc，即发射极所加的电压Ue＜Up峰点电压时，单结晶体管的Ie电流为很小的反向漏电电流，单结晶体管是处于截止状态的，其e、b1极之间的等效阻值非常大，电阻Rb1上无电流通过，输出电压Uo=0，即无脉冲信号输出

单结晶体管因为具有两个基极，故单结晶体管又称为双基极晶体管。

二极管（diode）的结构与特点

二极管虽然相对简单些但是其种类也是比较多的。虽然它只有一个PN结但通过不同的制造工艺和材料可以制作成整流、检波、稳压、开关、发光等用途非常多的二极管。

二极管、晶体管、MOS管联系和区别

通过以上的距离由此我们得出这些器件都是由半导体PN结组成；通过不同的制造工艺实现不同的功能，比如三极管是电流控制器件而MOS管则是电压控制器件；由于三极管的输出电流是比较大的，可以产生较大的功率作为后级驱动器件但是其功耗比较大；三极管称为“双极型器件”，基区是由少子导电，发射区和集电区是由多子导电、那么场效应管是“单极性器件”，只有一种载流子工作。

金属氧化物半导体场效应晶体管。湖南场效应晶体管

单结晶体管的伏安特性，是指在单结晶体管的e、b1极之间加一个正电压Ue。湖南场效应晶体管

详细解析，芯片里面100多亿晶体管是如何实现的？     *

如今随着芯片制程的不断提升，芯片中可以有100多亿个晶体管，如此之多的晶体管，究竟是如何安上去的呢？

这是一个Top-down View 的SEM照片，可以非常清晰的看见CPU内部的层状结构，越往下线宽越窄，越靠近器件层。

这是CPU的截面视图，可以清晰的看到层状的CPU结构，芯片内部采用的是层级排列方式，这个CPU大概是有10层。其中**下层为器件层，即是MOSFET晶体管。

Mos管在芯片中放大可以看到像一个“讲台”的三维结构，晶体管是没有电感、电阻这些容易产生热量的器件的。**上面的一层是一个低电阻的电极，通过绝缘体与下面的平台隔开，它一般是采用了P型或N型的多晶硅用作栅极的原材料，下面的绝缘体就是二氧化硅。平台的两侧通过加入杂质就是源极和漏极，它们的位置可以互换，两者之间的距离就是沟道，就是这个距离决定了芯片的特性。 湖南场效应晶体管

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