Шинэ, анхны TPA3116D2DADR нэгдсэн хэлхээний IC Chips электроникийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Хагас дамжуулагч чип бий болсон эхний өдрүүдэд цахиур нь гол дүр биш, германи байсан.Анхны транзистор нь германий суурьтай транзистор, анхны нэгдсэн хэлхээний чип нь германий чип байв.
Анхны транзисторыг хоёр туйлт транзистор (BJT) зохион бүтээсэн Бардин, Браттон нар зохион бүтээжээ.Анхны P/N уулзвар диодыг Шокли зохион бүтээсэн бөгөөд тэр даруй Шоклигийн зохион бүтээсэн энэхүү уулзварын төрөл нь BJT-ийн стандарт бүтэц болсон бөгөөд өнөөдөр үйлчилж байна.Тэр гурав 1956 онд Физикийн чиглэлээр Нобелийн шагнал хүртэж байжээ.
Транзисторыг зүгээр л бяцхан унтраалга гэж ойлгож болно.Хагас дамжуулагчийн шинж чанараас хамааран хагас дамжуулагчийг фосфор, P хэлбэрийн хагас дамжуулагчийг бороор дүүргэснээр N хэлбэрийн хагас дамжуулагчийг үүсгэж болно.N төрлийн болон P хэлбэрийн хагас дамжуулагчийн хослол нь электрон чип дэх чухал бүтэц болох PN уулзварыг бүрдүүлдэг;Энэ нь тодорхой логик үйлдлүүдийг (хаалгатай, эсвэл хаалгатай, хаалгагүй гэх мэт) гүйцэтгэх боломжийг олгодог.
Германы хувьд хагас дамжуулагчийн олон тооны интерфэйсийн гэмтэл, дулааны тогтвортой байдал муу, нягт ислийн дутагдал зэрэг маш хэцүү асуудлууд байдаг.Түүгээр ч барахгүй германий ховор элемент бөгөөд дэлхийн царцдасын нэг саяд ердөө 7 хэсэг байдаг бөгөөд германий хүдэр ч маш тархай бутархай байдаг.Энэ нь германий түүхий эдийн өртөг өндөр хэвээр байгаа нь маш ховор бөгөөд төвлөрсөн биш учраас юм;зүйл ховор, түүхий эдийн өндөр өртөг нь германий транзисторыг хямд болгодоггүй тул германий транзисторыг их хэмжээгээр үйлдвэрлэхэд хэцүү байдаг.

Тиймээс судлаачид нэг түвшинд үсэрч, цахиур элементийг харав.Та германий бүх дутагдлууд нь цахиурын давуу тал гэж хэлж болно.

Цахиур нь хүчилтөрөгчийн дараа хоёрдугаарт ордог элемент боловч үндсэндээ цахиурын мономерийг байгальд олж чадахгүй;түүний хамгийн түгээмэл нэгдлүүд нь цахиур ба силикатууд юм.Эдгээрээс цахиур нь эргээд элсний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм.Үүнээс гадна хээрийн жонш, боржин чулуу, кварц зэрэг нэгдлүүд бүгд цахиур-хүчилтөрөгчийн нэгдлүүд дээр суурилдаг.

Цахиур нь дулааны хувьд тогтвортой, нягт, өндөр диэлектрик тогтмол исэлтэй, цахиур-цахиурын ислийн интерфэйсээр хялбархан бэлтгэгдэж, гадаргуугийн маш бага согогтой.

Цахиурын исэл нь усанд уусдаггүй (германий исэл нь усанд уусдаг) ба ихэнх хүчилд уусдаггүй бөгөөд энэ нь хэвлэмэл хэлхээний самбарт ашигладаг зэврэлтээс хэвлэх техниктэй төгс тохирдог.Энэхүү хослолын бүтээгдэхүүн нь өнөөг хүртэл үргэлжилж буй нэгдсэн хэлхээний хавтгай процесс юм.
Цахиурын болор багана

Цахиурын оргилд хүрэх аялал
Амжилтгүй бизнес: Цахиурын транзисторыг хэн ч хийж чадаагүй тэр үед Шокли зах зээлийн асар том боломжийг олж харсан гэж ярьдаг;тийм ч учраас тэрээр 1956 онд Белл лабораторийг орхиж, Калифорнид өөрийн компаниа байгуулжээ.Харамсалтай нь Шокли сайн бизнес эрхлэгч биш байсан бөгөөд түүний бизнесийн удирдлага нь түүний эрдэм шинжилгээний ур чадвартай харьцуулахад тэнэг ажил байв.Тиймээс Шокли өөрөө германийг цахиураар солих хүсэл мөрөөдлөө биелүүлээгүй бөгөөд түүний насан туршийн тайз нь Стэнфордын их сургуулийн индэр байв.Байгуулагдсанаас хойш нэг жилийн дараа түүний элсүүлсэн авьяаслаг найман залуу түүнээс бөөнөөрөө урваж, германийг цахиураар солих амбицыг гүйцээх ёстой байсан "найман урвагчид".

Цахиурын транзисторын өсөлт

Найман Ренегадууд Fairchild Semiconductor компанийг үүсгэн байгуулахаас өмнө германий транзисторууд транзисторын зонхилох зах зээл байсан бөгөөд 1957 онд АНУ-д 30 сая шахам транзистор үйлдвэрлэж, ердөө нэг сая цахиур транзистор, бараг 29 сая германий транзистор үйлдвэрлэсэн байна.Техас Инструментс нь зах зээлийн 20%-ийг эзэмшиж транзисторын зах зээлд аварга болсон.
Найман Ренегад ба Fairchild Semiconductor

Зах зээлийн хамгийн том худалдан авагчид болох АНУ-ын засгийн газар болон цэргийнхэн чипийг пуужин, пуужинд олноор нь ашиглахыг хүсч, үнэ цэнэтэй хөөргөх ачааллыг нэмэгдүүлж, удирдлагын терминалуудын найдвартай байдлыг сайжруулахыг хүсч байна.Гэхдээ транзисторууд нь өндөр температур, хүчтэй чичиргээнээс үүдэлтэй хатуу ажиллах нөхцөлтэй тулгарах болно.

Температурын хувьд германиум хамгийн түрүүнд алдагддаг: германий транзистор нь ердөө 80 ° C-ийн температурыг тэсвэрлэх чадвартай байдаг бол цэргийн хүчний шаардлага нь 200 ° C-д ч тогтвортой ажиллах явдал юм.Зөвхөн цахиурын транзисторууд ийм температурыг тэсвэрлэх чадвартай.
Уламжлалт цахиур транзистор

Фэйрчайлд цахиурын транзистор хийх процессыг зохион бүтээсэн бөгөөд үүнийг хэвлэмэл ном шиг энгийн бөгөөд үр ашигтай, үнийн хувьд герман транзистороос хамаагүй хямд болгосон.Fairchild-ийн цахиурын транзистор хийх үйл явц нь дараах байдалтай байна.

Нэгдүгээрт, зураглалыг гараар зурж, заримдаа ханыг эзэлдэг тийм том хэмжээтэй, дараа нь зургийг авч, жижиг тунгалаг хуудас болгон багасгаж, ихэвчлэн гурван хуудас бүхий хоёр эгнээтэй, тус бүр нь хэлхээний давхаргыг илэрхийлдэг.

Хоёрдугаарт, хэрчсэн, өнгөлсөн гөлгөр цахиур хавтан дээр гэрэл мэдрэмтгий материалын давхаргыг түрхэж, хэт ягаан туяа/лазерыг цацраг туяанаас цахиур хавтан дээрх хэлхээний хэв маягийг хамгаалахад ашигладаг.

Гуравдугаарт, гэрэлтүүлгийн хуудасны харанхуй хэсэгт байрлах хэсэг, шугамууд нь цахиурын хавтан дээр ил тод харагдахгүй хэв маягийг үлдээдэг;Эдгээр ил задрахгүй хэв маягийг хүчиллэг уусмалаар цэвэрлэж, хагас дамжуулагч хольцыг нэмж (диффузын техник) эсвэл металл дамжуулагчийг бүрсэн байна.

Дөрөвдүгээрт, тунгалаг өрөм тус бүрээр дээрх гурван алхмыг давтан хийвэл цахиур хавтан дээр маш олон тооны транзисторуудыг авч болох бөгөөд үүнийг эмэгтэй ажилчид микроскопоор зүсэж, утсанд холбож, дараа нь савлаж, туршиж, борлуулж болно.

Цахиурын транзисторыг их хэмжээгээр авах боломжтой байсан тул Fairchild-ийн найман урвагч үүсгэн байгуулагчид Texas Instruments зэрэг аварга компаниудтай зэрэгцэн зогсож чадах компаниудын нэг байв.

Хамгийн чухал түлхэц бол Intel
Энэ нь германий ноёрхлыг нэгтгэсэн нэгдсэн хэлхээний дараагийн шинэ бүтээл байв.Тухайн үед технологийн хоёр шугам байсан бөгөөд нэг нь Texas Instruments-ийн герман чип дээрх нэгдсэн хэлхээ, нөгөө нь Fairchild-ийн цахиурын чип дээрх нэгдсэн хэлхээ юм.Эхэндээ хоёр компани интеграль хэлхээний патентын өмчлөлийн талаар ширүүн маргаантай байсан ч хожим Патентийн газар хоёр компанийн нэгдсэн хэлхээний патентын өмчлөлийг хүлээн зөвшөөрсөн.
Гэсэн хэдий ч Fairchild-ийн үйл явц илүү дэвшилтэт байсан тул интеграл хэлхээний стандарт болсон бөгөөд өнөөг хүртэл ашиглагдаж байна.Хожим нь нэгдсэн хэлхээг зохион бүтээгч Нойс, Мурын хуулийг зохион бүтээгч Мур нар "Найман урвагч"-ын гишүүн байсан Центрон хагас дамжуулагчийг орхисон.Тэд Гроувтай хамтран одоогийн дэлхийн хамгийн том хагас дамжуулагч чип компани болох Intel-ийг бүтээжээ.
Intel-ийн гурван үүсгэн байгуулагч, зүүн гар талаас: Гроув, Нойс, Мур

Дараагийн хөгжилд Intel цахиурын чипүүдийг түлхсэн.Техас Инструментс, Моторола, IBM зэрэг аварга компаниудыг хожиж хагас дамжуулагчийн хадгалалт, CPU-ийн салбарын хаан болсон.

Intel энэ салбарт давамгайлах тоглогч болсноор цахиур нь германийг устгаж, Санта Клара хөндийг "Цахиурын хөндий" гэж нэрлэв.Тэр цагаас хойш цахиурын чип нь хагас дамжуулагч чиптэй дүйцэхүйц болсон.

Германы хувьд хагас дамжуулагчийн интерфейсийн олон согог, дулааны тогтворгүй байдал, нягт оксидын дутагдал зэрэг шийдвэрлэхэд маш хэцүү асуудлууд байдаг.Түүгээр ч барахгүй германий ховор элемент бөгөөд дэлхийн царцдасын нэг саяд ердөө 7 хэсэг байдаг бөгөөд германий хүдэр ч маш тархай бутархай байдаг.Энэ нь германий түүхий эдийн өртөг өндөр хэвээр байгаа нь маш ховор бөгөөд төвлөрсөн биш учраас юм;зүйл ховор, түүхий эдийн өндөр өртөг нь германий транзисторыг хямд болгодоггүй тул германий транзисторыг их хэмжээгээр үйлдвэрлэхэд хэцүү байдаг.

Тиймээс судлаачид нэг түвшинд үсэрч, цахиур элементийг харав.Та германий бүх сул тал нь цахиурын өвөрмөц давуу тал гэж хэлж болно.

Цахиур нь хүчилтөрөгчийн дараа хоёрдугаарт ордог элемент боловч үндсэндээ цахиурын мономерийг байгальд олж чадахгүй;түүний хамгийн түгээмэл нэгдлүүд нь цахиур ба силикатууд юм.Эдгээрээс цахиур нь эргээд элсний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм.Үүнээс гадна хээрийн жонш, боржин чулуу, кварц зэрэг нэгдлүүд бүгд цахиур-хүчилтөрөгчийн нэгдлүүд дээр суурилдаг.

Цахиур нь дулааны хувьд тогтвортой, нягт, өндөр диэлектрик тогтмол исэлтэй, цахиур-цахиурын ислийн интерфэйсээр хялбархан бэлтгэгдэж, гадаргуугийн маш бага согогтой.

Цахиурын исэл нь усанд уусдаггүй (германий исэл нь усанд уусдаг) ба ихэнх хүчилд уусдаггүй бөгөөд энэ нь хэвлэмэл хэлхээний самбарт ашигладаг зэврэлтээс хэвлэх техниктэй төгс тохирдог.Энэхүү хослолын бүтээгдэхүүн нь өнөөг хүртэл үргэлжилж буй нэгдсэн хэлхээний хавтгай процесс юм.