Raqamli mikrosxemalar qo‘llanilgan qurilmalar mikrosxemalar. Integral mikrosxemalar qanday yasaladi va mikrosxemalar qanday materiallardan yasalgan?

CMOS TRANZISTORINING ISHLASHI

Eng oddiy n tipidagi CMOS tranzistorida uchta elektrod mavjud: manba, eshik va drenaj. Transistorning o'zi teshik o'tkazuvchanligi bo'lgan p tipidagi yarimo'tkazgichda, elektron o'tkazuvchanligi bo'lgan n-tipli yarimo'tkazgichlar esa drenaj va manba mintaqalarida hosil bo'ladi. Tabiiyki, teshiklarning p-mintaqadan n-mintaqaga tarqalishi va elektronlarning n-mintaqadan p-mintaqaga teskari diffuziya qilinishi tufayli tükenmiş qatlamlar (ko'pchilik zaryad tashuvchilari mavjud bo'lmagan qatlamlar) hosil bo'ladi. p- va n-mintaqalarning o'tish chegaralarida. Oddiy holatda, ya'ni eshikka kuchlanish berilmasa, tranzistor "qulflangan" holatda bo'ladi, ya'ni u manbadan drenajga oqim o'tkaza olmaydi. Drenaj va manba o'rtasida kuchlanishni qo'llasak ham, vaziyat o'zgarmaydi (bu holda, ozchilik zaryad tashuvchilarining hosil bo'lgan elektr maydonlari ta'sirida harakatlanish natijasida kelib chiqadigan oqish oqimlarini hisobga olmaymiz, ya'ni , n-mintaqa uchun teshiklar va p-mintaqa uchun elektronlar).

Ammo, agar darvozaga ijobiy potentsial qo'llanilsa (1-rasm), unda vaziyat tubdan o'zgaradi. Darvozaning elektr maydoni ta'sirida teshiklar p-yarimo'tkazgichga chuqur surilib, elektronlar, aksincha, darvoza ostidagi mintaqaga tortilib, manba va drenaj o'rtasida elektron bilan boyitilgan kanal hosil qiladi. Agar eshikka ijobiy kuchlanish qo'llanilsa, bu elektronlar manbadan drenajga o'tishni boshlaydi. Bunday holda, tranzistor oqim o'tkazadi - ular tranzistor "ochiladi" deyishadi. Agar kuchlanish eshikdan chiqarilsa, manba va drenaj orasidagi hududga elektronlar tortilishi to'xtaydi, o'tkazuvchi kanal vayron bo'ladi va tranzistor oqimni to'xtatadi, ya'ni "qulflanadi". Shunday qilib, eshikdagi kuchlanishni o'zgartirib, siz tranzistorni ochishingiz yoki o'chirishingiz mumkin, xuddi shu tarzda elektr tokining kontaktlarning zanglashiga olib o'tishini boshqarish orqali an'anaviy o'tish tugmachasini yoqishingiz yoki o'chirishingiz mumkin. Shuning uchun ba'zan tranzistorlar elektron kalitlarga deyiladi. Biroq, an'anaviy mexanik kalitlardan farqli o'laroq, CMOS tranzistorlari deyarli inersiyasiz va sekundiga trillion marta ochiqdan qulflangan holatga o'tishga qodir! Oxir-oqibat o'nlab millionlab eng oddiy tranzistorlardan iborat bo'lgan protsessorning tezligini aniqlaydigan bu xususiyat, ya'ni bir lahzali almashtirish qobiliyati.

Shunday qilib, zamonaviy integral mikrosxemalar o'n millionlab eng oddiy CMOS tranzistorlaridan iborat. Keling, birinchi bosqichi kremniy substratlarini ishlab chiqarish bo'lgan mikrosxemalarni ishlab chiqarish jarayoni haqida batafsil to'xtalamiz.