ترانزستور التأثير الميداني

📅 آخر تحديث: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٣ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 13 صور
الموسوعة الحرة

منظر مقطعي لترانزستور تأثير المجال من نوع MOSFET، يوضح أطراف المصدر والبوابة والصرف ، وطبقة الأكسيد العازلة.

ترانزستور التأثير الميداني ( FET ) هو نوع من الترانزستورات التي تستخدم مجالًا كهربائيًا للتحكم في التيار عبر أشباه الموصلات . ويأتي في نوعين: ترانزستور التأثير الميداني (JFET) وترازستور التأثير الميداني أشباه الموصلات المعدنية والأكسيدية (MOSFET). تحتوي ترانزستورات التأثير الميداني على ثلاثة أطراف: المصدر والبوابة والصرف . تتحكم ترانزستورات التأثير الميداني في التيار عن طريق تطبيق جهد على البوابة، مما يغير بدوره التوصيل بين الصرف والمصدر .

تُعرف ترانزستورات التأثير الميداني أيضًا باسم الترانزستورات أحادية القطب لأنها تنطوي على تشغيل من نوع الناقل الفردي. أي أن ترانزستورات التأثير الميداني تستخدم إما الإلكترونات (قناة n) أو الثقوب (قناة p) كحاملات شحنة في تشغيلها، ولكن ليس كلاهما. هناك العديد من الأنواع المختلفة من ترانزستورات التأثير الميداني. تُظهر ترانزستورات التأثير الميداني عمومًا معاوقة إدخال عالية جدًا عند الترددات المنخفضة. أكثر ترانزستورات التأثير الميداني استخدامًا هو ترانزستور التأثير الميداني المعدني - الأكسيد - أشباه الموصلات ( MOSFET ).

تاريخ

يوليوس إدغار ليلينفيلد ، هو من اقترح مفهوم الترانزستور ذو التأثير الميداني في عام 1925.

تم تسجيل براءة اختراع مفهوم الترانزستور ذي التأثير الميداني (FET) لأول مرة من قبل الفيزيائي النمساوي المجري المولد يوليوس إدغار ليلينفيلد في عام 1925 [1] وأوسكار هيل في عام 1934، لكنهما لم يتمكنا من بناء جهاز شبه موصل عملي يعمل بناءً على المفهوم. تم ملاحظة تأثير الترانزستور لاحقًا وشرحه من قبل جون باردين ووالتر هاوزر براتين أثناء العمل تحت إشراف ويليام شوكلي في مختبرات بيل في عام 1947، بعد وقت قصير من انتهاء صلاحية براءة الاختراع التي استمرت 17 عامًا. حاول شوكلي في البداية بناء FET عامل من خلال محاولة تعديل موصلية أشباه الموصلات ، لكنه لم ينجح، ويرجع ذلك أساسًا إلى مشاكل في حالات السطح والرابطة المعلقة ومواد مركب الجرمانيوم والنحاس . في سياق محاولتهم فهم الأسباب الغامضة وراء فشلهم في بناء FET عامل، أدى ذلك إلى قيام باردين وبراتين باختراع الترانزستور ذو نقطة الاتصال في عام 1947، والذي أعقبه ترانزستور الوصلة ثنائية القطب لشوكلي في عام 1948. [2] [3]

كان أول جهاز FET تم بناؤه بنجاح هو ترانزستور تأثير المجال الوصلي (JFET). [2] تم تسجيل براءة اختراع JFET لأول مرة بواسطة هاينريش ويلكر في عام 1945. [4] تم اختراع الترانزستور الحثي الثابت (SIT)، وهو نوع من JFET بقناة قصيرة، بواسطة المهندسين اليابانيين جون إيتشي نيشيزاوا و واي واتانابي في عام 1950. بعد المعالجة النظرية لشوكلي على JFET في عام 1952، تم بناء JFET عملي عامل بواسطة جورج سي ديسي وإيان إم روس في عام 1953. [5] ومع ذلك، لا يزال لدى JFET مشكلات تؤثر على ترانزستورات الوصلات بشكل عام. [6] كانت ترانزستورات الوصلات أجهزة ضخمة نسبيًا يصعب تصنيعها على أساس الإنتاج الضخم ، مما حد من استخدامها في عدد من التطبيقات المتخصصة. تم طرح نظرية ترانزستور تأثير المجال ذو البوابة المعزولة (IGFET) كبديل محتمل للترانزستورات الوصلية، لكن الباحثين لم يتمكنوا من بناء ترانزستورات IGFET عاملة، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى حاجز الحالة السطحية المزعج الذي منع المجال الكهربائي الخارجي من اختراق المادة. [6] بحلول منتصف الخمسينيات من القرن العشرين، تخلى الباحثون إلى حد كبير عن مفهوم FET، وركزوا بدلاً من ذلك على تقنية الترانزستور ثنائي القطب (BJT). [7]

تم وضع أسس تكنولوجيا MOSFET من خلال عمل ويليام شوكلي وجون باردين ووالتر براتين . تصور شوكلي بشكل مستقل مفهوم FET في عام 1945، لكنه لم يتمكن من بناء جهاز يعمل. في العام التالي، أوضح باردين فشله من حيث الحالات السطحية . طبق باردين نظرية الحالات السطحية على أشباه الموصلات (تم إجراء العمل السابق على الحالات السطحية بواسطة شوكلي في عام 1939 وإيجور تام في عام 1932) وأدرك أن المجال الخارجي تم حظره على السطح بسبب الإلكترونات الإضافية التي يتم جذبها إلى سطح أشباه الموصلات. تصبح الإلكترونات محاصرة في تلك الحالات الموضعية لتشكل طبقة انعكاس. كانت فرضية باردين بمثابة ولادة فيزياء السطح . قرر باردين بعد ذلك الاستفادة من طبقة انعكاس بدلاً من الطبقة الرقيقة جدًا من أشباه الموصلات التي تصورها شوكلي في تصميمات FET الخاصة به. استنادًا إلى نظريته، حصل باردين في عام 1948 على براءة اختراع لمبتكر الترانزستور MOSFET، وهو ترانزستور FET ذو بوابة معزولة (IGFET) مع طبقة عكسية. تقيد طبقة العكس تدفق الناقلات الأقلية، مما يزيد من التعديل والتوصيل، على الرغم من أن نقل الإلكترونات يعتمد على عازل البوابة أو جودة الأكسيد إذا تم استخدامه كعازل، المترسب فوق طبقة العكس. تشكل براءة اختراع باردين بالإضافة إلى مفهوم طبقة العكس الأساس لتكنولوجيا CMOS اليوم. في عام 1976، وصف شوكلي فرضية الحالة السطحية لباردين "بأنها واحدة من أهم أفكار البحث في برنامج أشباه الموصلات". [8]

بعد نظرية الحالة السطحية لباردين، حاول الثلاثي التغلب على تأثير الحالات السطحية. في أواخر عام 1947، اقترح روبرت جيبني وبراتين استخدام إلكتروليت يوضع بين المعدن وأشباه الموصلات للتغلب على تأثيرات الحالات السطحية. نجح جهاز FET الخاص بهم، لكن التضخيم كان ضعيفًا. ذهب باردين إلى أبعد من ذلك واقترح التركيز بدلاً من ذلك على توصيل طبقة الانعكاس. قادتهم التجارب الإضافية إلى استبدال الإلكتروليت بطبقة أكسيد صلبة على أمل الحصول على نتائج أفضل. كان هدفهم اختراق طبقة الأكسيد والوصول إلى طبقة الانعكاس. ومع ذلك، اقترح باردين عليهم التحول من السيليكون إلى الجرمانيوم وفي هذه العملية تم غسل أكسيدهم عن غير قصد. لقد عثروا على ترانزستور مختلف تمامًا، وهو ترانزستور نقطة الاتصال . تزعم ليليان هودسون أنه "لو كان براتين وباردين يعملان بالسيليكون بدلاً من الجرمانيوم لكانوا قد عثروا على ترانزستور تأثير مجال ناجح". [8] [9] [10] [11] [12]

بحلول نهاية النصف الأول من الخمسينيات، وبعد العمل النظري والتجريبي لباردين وبراتين وكينغستون وموريسون وآخرين، أصبح من الواضح أن هناك نوعين من حالات السطح. وُجِد أن حالات السطح السريعة مرتبطة بالكتلة وواجهة أشباه الموصلات/الأكسيد. ووُجِد أن حالات السطح البطيئة مرتبطة بطبقة الأكسيد بسبب امتصاص الذرات والجزيئات والأيونات بواسطة الأكسيد من المحيط. ووُجِد أن الأخيرة أكثر عددًا بكثير وأن أوقات استرخاءها أطول بكثير . في ذلك الوقت، توصل فيلو فارنسورث وآخرون إلى طرق مختلفة لإنتاج أسطح أشباه الموصلات النظيفة ذريًا.

في عام 1955، قام كارل فروش ولينكولن ديريك عن طريق الخطأ بتغطية سطح رقاقة السيليكون بطبقة من ثاني أكسيد السيليكون . [13] لقد أظهروا أن طبقة الأكسيد تمنع بعض الشوائب من دخول رقاقة السيليكون، بينما تسمح بدخول البعض الآخر، وبالتالي اكتشاف التأثير السلبي للأكسدة على سطح أشباه الموصلات. أظهر عملهم الإضافي كيفية حفر فتحات صغيرة في طبقة الأكسيد لنشر الشوائب في مناطق مختارة من رقاقة السيليكون. في عام 1957، نشروا ورقة بحثية وحصلوا على براءة اختراع لتقنيتهم ​​تلخص عملهم. تُعرف التقنية التي طوروها باسم إخفاء انتشار الأكسيد، والتي سيتم استخدامها لاحقًا في تصنيع أجهزة MOSFET. [14] في مختبرات بيل، تم إدراك أهمية تقنية فروش على الفور. تم تداول نتائج عملهم في مختبرات بيل في شكل مذكرات BTL قبل نشرها في عام 1957. في شركة Shockley Semiconductor ، قام Shockley بتوزيع النسخة الأولية من مقالهم في ديسمبر 1956 على جميع كبار موظفيه، بما في ذلك جان هورني . [6] [15] [16]

في عام 1955، تقدم إيان مونرو روس بطلب براءة اختراع لترانزستور تأثير المجال المغناطيسي أو ترانزستور تأثير المجال المغناطيسي ذي البوابة المزدوجة. كان هيكله يشبه هيكل ترانزستور MOSFET ذي القناة العكسية الحديثة، ولكن تم استخدام مادة كهربائية حديدية كعازل كهربائي بدلًا من أكسيد. تصوره كشكل من أشكال الذاكرة، قبل سنوات من ترانزستور MOSFET ذي البوابة العائمة . في فبراير 1957، تقدم جون وولمارك بطلب براءة اختراع لترانزستور تأثير المجال المغناطيسي حيث تم استخدام أول أكسيد الجرمانيوم كعازل كهربائي للبوابة، لكنه لم يتابع الفكرة. في براءة اختراعه الأخرى التي تقدم بها في نفس العام، وصف ترانزستور تأثير المجال المغناطيسي ذي البوابة المزدوجة . في مارس 1957، في دفتر ملاحظاته المختبري، تصور إرنستو لاباتي، وهو عالم أبحاث في مختبرات بيل ، جهازًا مشابهًا لترانزستور MOSFET المقترح لاحقًا، على الرغم من أن جهاز لاباتي لم يستخدم صراحةً ثاني أكسيد السيليكون كعازل. [17] [18] [19] [20]

ترانزستور FET من أشباه الموصلات المعدنية والأكسيدية (MOSFET)

1957، رسم تخطيطي لأحد أجهزة الترانزستور SiO2 التي صنعها فروش وديريك [14]

في عام 1955، قام كارل فروش ولينكولن ديريك عن طريق الخطأ بتنمية طبقة من ثاني أكسيد السيليكون فوق رقاقة السيليكون، حيث لاحظا تأثيرات التخميد السطحي . [21] [22] وبحلول عام 1957، تمكن فروش وديريك، باستخدام الإخفاء والترسيب المسبق، من تصنيع ترانزستورات ثاني أكسيد السيليكون وأظهرا أن ثاني أكسيد السيليكون يعزل ويحمي رقائق السيليكون ويمنع الشوائب من الانتشار في الرقاقة. [21] [23] درس جيه آر ليجينزا و دبليو جي سبيتزر آلية الأكاسيد المزروعة حرارياً وصنعوا مجموعة عالية الجودة من Si/ SiO 2 في عام 1960. [24] [25] [26]

بعد هذا البحث، اقترح محمد عطا الله وداوون كانج ترانزستور MOS من السيليكون في عام 1959 [27] وأظهروا بنجاح جهاز MOS يعمل مع فريق مختبرات بيل في عام 1960. [28] [29] وشمل فريقهم EE LaBate وEI Povilonis الذين صنعوا الجهاز؛ وMO Thurston وLA D'Asaro وJR Ligenza الذين طوروا عمليات الانتشار، وHK Gummel وR. Lindner الذين وصفوا الجهاز. [30] [31]

بفضل قابلية التوسع العالية ، [32] واستهلاك الطاقة الأقل بكثير والكثافة الأعلى من ترانزستورات الوصلة ثنائية القطب، [33] جعل MOSFET من الممكن بناء دوائر متكاملة عالية الكثافة . [34] كما أن MOSFET قادر على التعامل مع طاقة أعلى من JFET. [35] كان MOSFET أول ترانزستور مضغوط حقًا يمكن تصغيره وإنتاجه بكميات كبيرة لمجموعة واسعة من الاستخدامات. [6] وبالتالي أصبح MOSFET النوع الأكثر شيوعًا من الترانزستورات في أجهزة الكمبيوتر والإلكترونيات، [36] وتكنولوجيا الاتصالات (مثل الهواتف الذكية ). [37] يطلق عليه مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي " اختراعًا رائدًا غير الحياة والثقافة في جميع أنحاء العالم". [37]

في عام 1948، حصل باردين وبراتين على براءة اختراع لمبتكر الترانزستور MOSFET، وهو ترانزستور FET ذو بوابة معزولة (IGFET) مع طبقة عكسية. تشكل براءة اختراعهما ومفهوم طبقة العكس الأساس لتكنولوجيا CMOS اليوم. [38] تم تطوير CMOS (MOS التكميلي)، وهي عملية تصنيع أجهزة أشباه الموصلات لـ MOSFETs، بواسطة Chih-Tang Sah و Frank Wanlass في Fairchild Semiconductor في عام 1963. [39] [40] تم إجراء أول تقرير عن MOSFET ذات البوابة العائمة بواسطة Dawon Kahng و Simon Sze في عام 1967. [41] تم اقتراح مفهوم الترانزستور الرقيق ثنائي البوابة (TFT) بواسطة HR Farrah ( Bendix Corporation ) و RF Steinberg في عام 1967. [42] تم عرض MOSFET ثنائي البوابة لأول مرة في عام 1984 بواسطة الباحثين في مختبر Electrotechnical توشيهيرو سيكيجاوا ويوتاكا هاياشي. [43] [44] FinFET (ترانزستور تأثير المجال الزعنفي)، وهو نوع من ترانزستور MOSFET متعدد البوابات غير المستوي ثلاثي الأبعاد ، نشأ من أبحاث ديج هيساموتو وفريقه في مختبر أبحاث هيتاشي المركزي في عام 1989. [45] [46]

معلومات اساسية

يمكن أن تكون FETs عبارة عن أجهزة حاملة للشحنة الأغلبية، حيث يتم حمل التيار بشكل أساسي بواسطة حاملات الأغلبية، أو أجهزة حاملة للشحنة الأقلية، حيث يكون التيار ناتجًا بشكل أساسي عن تدفق حاملات الأقلية. [47] يتكون الجهاز من قناة نشطة تتدفق من خلالها حاملات الشحنة أو الإلكترونات أو الثقوب من المصدر إلى الصرف. يتم توصيل موصلات طرفي المصدر والصرف بأشباه الموصلات من خلال جهات اتصال أومية . موصلية القناة هي دالة للإمكانات المطبقة عبر أطراف البوابة والمصدر.

المحطات الطرفية الثلاثة لـ FET هي: [48]

  1. المصدر (S)، الذي تدخل من خلاله الموجات الحاملة إلى القناة. تقليديًا، يتم تحديد التيار الذي يدخل القناة عند S بواسطة I S.
  2. التصريف (D)، الذي من خلاله تخرج الناقلات من القناة. تقليديًا، يتم تحديد التيار الذي يغادر القناة عند D بواسطة I D. جهد التصريف إلى المصدر هو V DS .
  3. البوابة (G)، الطرف الذي ينظم توصيل القناة. من خلال تطبيق الجهد على G، يمكن التحكم في I D.

المزيد عن المحطات الطرفية

مقطع عرضي لترانزستور MOSFET من النوع n

تحتوي جميع ترانزستورات تأثير المجال على أطراف مصدر وصرف وبوابة تتوافق تقريبًا مع الباعث والمجمع والقاعدة في ترانزستورات ثنائية القطب . تحتوي معظم ترانزستورات تأثير المجال على طرف رابع يسمى الجسم أو القاعدة أو الكتلة أو الركيزة . يعمل هذا الطرف الرابع على تحيز الترانزستور للتشغيل؛ من النادر استخدام طرف الجسم بشكل غير تافه في تصميمات الدوائر، ولكن وجوده مهم عند إعداد التصميم المادي للدائرة المتكاملة . حجم البوابة، الطول L في الرسم التخطيطي، هو المسافة بين المصدر والصرف. العرض هو امتداد الترانزستور، في الاتجاه العمودي على المقطع العرضي في الرسم التخطيطي (أي داخل/خارج الشاشة). عادةً ما يكون العرض أكبر بكثير من طول البوابة. يحد طول البوابة البالغ 1 ميكرومتر من التردد العلوي إلى حوالي 5 جيجاهرتز، و0.2 ميكرومتر إلى حوالي 30 جيجاهرتز.

تشير أسماء المحطات إلى وظائفها. يمكن اعتبار محطة البوابة بمثابة المتحكم في فتح وإغلاق بوابة مادية. تسمح هذه البوابة للإلكترونات بالتدفق من خلالها أو تمنع مرورها عن طريق إنشاء قناة بين المصدر والمصرف أو إزالتها. يتأثر تدفق الإلكترونات من محطة المصدر نحو محطة الصرف بالجهد المطبق. يشير الجسم ببساطة إلى الجزء الأكبر من أشباه الموصلات التي تقع فيها البوابة والمصدر والمصرف. عادةً ما يكون طرف الجسم متصلاً بأعلى أو أدنى جهد داخل الدائرة، اعتمادًا على نوع FET. يتم توصيل طرف الجسم وطرف المصدر أحيانًا معًا لأن المصدر غالبًا ما يكون متصلاً بأعلى أو أدنى جهد داخل الدائرة، على الرغم من وجود العديد من استخدامات FETs التي لا تحتوي على مثل هذا التكوين، مثل بوابات الإرسال ودوائر الكاسكود .

على عكس الترانزستورات ثنائية القطب، فإن الغالبية العظمى من الترانزستورات ذات التأثير الميداني متناظرة كهربائيًا. وبالتالي يمكن تبديل أطراف المصدر والصرف في الدوائر العملية دون تغيير في خصائص التشغيل أو الوظيفة. قد يكون هذا مربكًا عندما تبدو الترانزستورات ذات التأثير الميداني متصلة "عكسيًا" في المخططات التخطيطية والدوائر لأن الاتجاه المادي للترانزستور ذي التأثير الميداني تم تحديده لأسباب أخرى، مثل اعتبارات تخطيط الدائرة المطبوعة.

تأثير جهد البوابة على التيار

خصائص I–V ومخطط الإخراج لترانزستور JFET ذو القناة n
نتيجة المحاكاة للجانب الأيمن: تكوين قناة عكسية (كثافة الإلكترون) والجانب الأيسر: منحنى جهد البوابة الحالية (خصائص النقل) في MOSFET نانو سلكي ذو قناة n . لاحظ أن جهد العتبة لهذا الجهاز يقع حول 0.45 فولت.
أنواع رموز FET التقليدية

يتحكم FET في تدفق الإلكترونات (أو فجوات الإلكترونات ) من المصدر إلى الصرف من خلال التأثير على حجم وشكل "القناة الموصلة" التي تم إنشاؤها والتأثير عليها من خلال الجهد (أو نقص الجهد) المطبق عبر أطراف البوابة والمصدر. (من أجل التبسيط، تفترض هذه المناقشة أن الجسم والمصدر متصلان.) هذه القناة الموصلة هي "الدفق" الذي تتدفق من خلاله الإلكترونات من المصدر إلى الصرف.

FET ذات القناة n

في جهاز "وضع الاستنزاف" ذي القناة n ، يتسبب الجهد السالب من البوابة إلى المصدر في توسع منطقة الاستنزاف في العرض والتعدي على القناة من الجانبين، مما يؤدي إلى تضييق القناة. إذا توسعت المنطقة النشطة لإغلاق القناة تمامًا، تصبح مقاومة القناة من المصدر إلى الصرف كبيرة، ويتم إيقاف تشغيل FET بشكل فعال مثل المفتاح (انظر الشكل الأيمن، عندما يكون هناك تيار صغير جدًا). ​​يُطلق على هذا "الانقطاع"، ويُطلق على الجهد الذي يحدث عنده "جهد الانقطاع". وعلى العكس من ذلك، يزيد الجهد الموجب من البوابة إلى المصدر من حجم القناة ويسمح للإلكترونات بالتدفق بسهولة (انظر الشكل الأيمن، عندما تكون هناك قناة توصيل والتيار كبير).

في جهاز "وضع التعزيز" ذي القناة n، لا توجد قناة موصلة بشكل طبيعي داخل الترانزستور، ويكون من الضروري وجود جهد موجب بين البوابة والمصدر لإنشاء قناة موصلة. يجذب الجهد الموجب الإلكترونات العائمة الحرة داخل الجسم نحو البوابة، مما يشكل قناة موصلة. ولكن أولاً، يجب جذب عدد كافٍ من الإلكترونات بالقرب من البوابة لمواجهة أيونات الشوائب المضافة إلى جسم FET؛ وهذا يشكل منطقة بدون حاملات متحركة تسمى منطقة الاستنفاد ، ويشار إلى الجهد الذي يحدث عنده هذا باسم جهد العتبة لـ FET. ستجذب زيادة الجهد بين البوابة والمصدر المزيد من الإلكترونات نحو البوابة والتي تكون قادرة على إنشاء قناة نشطة من المصدر إلى الصرف؛ وتسمى هذه العملية بالانعكاس .

نقل FET بقناة p

في جهاز "وضع الاستنزاف" ذي القناة p ، يعمل الجهد الإيجابي من البوابة إلى الجسم على توسيع طبقة الاستنزاف عن طريق إجبار الإلكترونات على الوصول إلى واجهة البوابة/العازل/أشباه الموصلات، مما يترك منطقة خالية من الناقل من الأيونات المستقبلة المشحونة إيجابيا وغير المتحركة.

وعلى العكس من ذلك، في جهاز "وضع التعزيز" ذي القناة p، لا توجد منطقة موصلة ويجب استخدام جهد سلبي لتوليد قناة توصيل.

تأثير جهد الصرف إلى المصدر على القناة

بالنسبة للأجهزة التي تعمل في وضع التحسين أو الاستنزاف، عند جهد الصرف إلى المصدر أقل بكثير من جهد البوابة إلى المصدر، فإن تغيير جهد البوابة سيغير مقاومة القناة، وسيكون تيار الصرف متناسبًا مع جهد الصرف (بالإشارة إلى جهد المصدر). في هذا الوضع، يعمل FET مثل المقاوم المتغير ويقال إن FET يعمل في وضع خطي أو وضع أومي. [49] [50]

إذا تم زيادة جهد الصرف إلى المصدر، فإن هذا يخلق تغييرًا غير متماثل كبير في شكل القناة بسبب تدرج الجهد المحتمل من المصدر إلى الصرف. يصبح شكل منطقة الانعكاس "مضغوطًا" بالقرب من نهاية الصرف للقناة. إذا تم زيادة جهد الصرف إلى المصدر بشكل أكبر، تبدأ نقطة انقباض القناة في التحرك بعيدًا عن الصرف باتجاه المصدر. يقال إن FET في وضع التشبع ؛ [51] على الرغم من أن بعض المؤلفين يشيرون إليه بالوضع النشط ، للحصول على تشبيه أفضل مع مناطق تشغيل الترانزستور ثنائي القطب. [52] [53]يُستخدم وضع التشبع، أو المنطقة الواقعة بين الأوم والتشبع، عندما تكون هناك حاجة إلى التضخيم. وتُعتبر المنطقة الواقعة بينهما في بعض الأحيان جزءًا من المنطقة الأومية أو الخطية، حتى عندما لا يكون تيار الصرف خطيًا تقريبًا مع جهد الصرف.

على الرغم من أن القناة الموصلة التي تشكلها جهد البوابة إلى المصدر لم تعد تربط المصدر بالصرف أثناء وضع التشبع، إلا أن الناقلات لا تُمنع من التدفق. بالنظر مرة أخرى إلى جهاز وضع تعزيز القناة n، توجد منطقة استنفاد في الجسم من النوع p، المحيط بالقناة الموصلة ومناطق الصرف والمصدر. تكون الإلكترونات التي تتكون منها القناة حرة في التحرك خارج القناة عبر منطقة الاستنفاد إذا انجذبت إلى الصرف بواسطة جهد الصرف إلى المصدر. منطقة الاستنفاد خالية من الناقلات ولديها مقاومة مماثلة للسيليكون . ستؤدي أي زيادة في جهد الصرف إلى المصدر إلى زيادة المسافة من الصرف إلى نقطة الانقباض، مما يزيد من مقاومة منطقة الاستنفاد بما يتناسب مع جهد الصرف إلى المصدر المطبق. يتسبب هذا التغيير النسبي في بقاء تيار الصرف إلى المصدر ثابتًا نسبيًا، مستقلًا عن التغييرات في جهد الصرف إلى المصدر، على عكس سلوكه الأومي في وضع التشغيل الخطي. وبالتالي، في وضع التشبع، يتصرف FET كمصدر للتيار الثابت وليس كمقاوم، ويمكن استخدامه بفعالية كمضخم للجهد. في هذه الحالة، يحدد جهد البوابة إلى المصدر مستوى التيار الثابت عبر القناة.

تعبير

يمكن تصنيع ترانزستورات تأثير المجال من أشباه الموصلات المختلفة، والتي يعد السيليكون أكثرها شيوعًا. يتم تصنيع معظم ترانزستورات تأثير المجال باستخدام تقنيات معالجة أشباه الموصلات السائبة التقليدية ، باستخدام رقاقة أشباه الموصلات أحادية البلورة كمنطقة نشطة أو قناة.

من بين المواد الجسمية الأكثر غرابة السيليكون غير المتبلور أو السيليكون متعدد البلورات أو أشباه الموصلات غير المتبلورة الأخرى في الترانزستورات ذات الأغشية الرقيقة أو الترانزستورات ذات التأثير المجالي العضوي (OFETs) التي تعتمد على أشباه الموصلات العضوية ؛ غالبًا ما تكون عوازل بوابة الترانزستورات ذات التأثير المجالي العضوي وأقطابها مصنوعة من مواد عضوية أيضًا. يتم تصنيع مثل هذه الترانزستورات ذات التأثير المجالي باستخدام مجموعة متنوعة من المواد مثل كربيد السيليكون (SiC) وزرنيخيد الغاليوم (GaAs) ونتريد الغاليوم (GaN) وزرنيخيد الغاليوم الإنديوم (InGaAs).

في يونيو 2011، أعلنت شركة IBM أنها نجحت في استخدام ترانزستورات FET القائمة على الجرافين في دائرة متكاملة . [54] [55] هذه الترانزستورات قادرة على قطع تردد يبلغ حوالي 2.23 جيجاهرتز، وهو أعلى بكثير من ترانزستورات FET القياسية المصنوعة من السيليكون. [56]

أنواع

ترانزستورات FET من النوع المستنفد تحت الجهد النموذجي: JFET، MOSFET متعدد السيليكون، MOSFET ذو البوابة المزدوجة، MOSFET ذو البوابة المعدنية، MESFET.
  استنزاف
  الالكترونات
  ثقوب
  معدن
  عازل
أعلى: المصدر، أسفل: الصرف، اليسار: البوابة، اليمين: الكتلة. لا يتم عرض الفولتية التي تؤدي إلى تكوين القناة.

يتم تطعيم قناة الترانزستور FET لإنتاج أشباه موصلات من النوع n أو أشباه موصلات من النوع p. يمكن تطعيم المصرف والمصدر بنوع معاكس للقناة، في حالة الترانزستور FET في وضع التعزيز، أو تطعيمهما بنوع مماثل للقناة كما هو الحال في الترانزستور FET في وضع الاستنفاد. تتميز الترانزستورات ذات التأثير الميداني أيضًا بطريقة العزل بين القناة والبوابة. تشمل أنواع الترانزستور FET ما يلي:

  • يستخدم MOSFET ( ترانزستور تأثير المجال المعدني والأكسيدي وشبه الموصلي) عازلًا (عادةً SiO 2 ) بين البوابة والجسم. وهذا هو النوع الأكثر شيوعًا من ترانزستور تأثير المجال المعدني.
    • DGMOSFET ( MOSFET ثنائي البوابة ) أو DGMOS، وهو عبارة عن MOSFET ذو بوابتين معزولتين.
    • IGBT ( ترانزستور ثنائي القطب ذو البوابة المعزولة ) هو جهاز للتحكم في الطاقة. له بنية تشبه MOSFET مقترنة بقناة توصيل رئيسية تشبه ثنائي القطب. تُستخدم هذه بشكل شائع في نطاق جهد الصرف إلى المصدر 200-3000 فولت. لا تزال ترانزستورات MOSFET ذات القدرة هي الجهاز المفضل لجهد الصرف إلى المصدر من 1 إلى 200 فولت.
    • JLNT ( ترانزستور نانوسلكي بدون تقاطع ) هو نوع من ترانزستورات التأثير الميداني (FET) التي تكون قناتها عبارة عن سلك نانوي واحد أو أكثر ولا تحتوي على أي تقاطع.
    • يستخدم الترانزستور MNOS ( ترانزستور معدن - نتريد - أكسيد - شبه موصل ) طبقة عازلة من أكسيد النتريد بين البوابة والجسم.
    • يمكن استخدام ISFET (ترانزستور تأثير المجال الحساس للأيونات) لقياس تركيزات الأيونات في المحلول؛ عندما يتغير تركيز الأيونات (مثل H + ، انظر قطب الرقم الهيدروجيني ) ، فإن التيار عبر الترانزستور سيتغير وفقًا لذلك.
    • BioFET (ترانزستور تأثير المجال الحساس بيولوجيًا ) هو فئة من المستشعرات/المستشعرات الحيوية تعتمد على تقنية ISFET والتي تستخدم للكشف عن الجزيئات المشحونة؛ عندما يكون هناك جزيء مشحون، فإن التغييرات في المجال الكهروستاتيكي على سطح BioFET تؤدي إلى تغيير قابل للقياس في التيار عبر الترانزستور. وتشمل هذه الترانزستورات FET المعدلة بالإنزيمات (EnFETs)، والترانزستورات FET المعدلة مناعيًا (ImmunoFETs)، والترانزستورات FET المعدلة بالجينات (GenFETs)، والترانزستورات FET ذات التأثير الميداني الحساس بيولوجيًا (DNAFETs) ، والترانزستورات FET القائمة على الخلايا (CPFETs)، والترانزستورات FET الخنفساء/الرقاقة (BeetleFETs)، والترانزستورات FET القائمة على قنوات الأيونات/الارتباط بالبروتين. [57]
    • DNAFET ( ترانزستور تأثير المجال DNA ) هو ترانزستور FET متخصص يعمل كمستشعر حيوي ، وذلك باستخدام بوابة مصنوعة من جزيئات DNA أحادية السلسلة للكشف عن خيوط DNA المتطابقة.
    • finFET ، بما في ذلك GAAFET أو FET البوابة الشاملة، المستخدمة في شرائح المعالجات عالية الكثافة
  • يستخدم JFET (ترانزستور تأثير المجال الوصلي) وصلة p–n ذات تحيز عكسي لفصل البوابة عن الجسم.
  • DEPFET عبارة عن ترانزستور تأثير ميداني (FET) يتكون من ركيزة مستنفدة بالكامل ويعمل كمستشعر ومضخم وعقدة ذاكرة في نفس الوقت. ويمكن استخدامه كمستشعر للصورة (الفوتون).
  • FREDFET (الصمام الثنائي FET السريع العكسي أو السريع الاسترداد) هو FET متخصص مصمم لتوفير استرداد سريع للغاية (إيقاف تشغيل) للصمام الثنائي للجسم، مما يجعله مناسبًا لتشغيل الأحمال الحثية مثل المحركات الكهربائية ، وخاصة محركات التيار المستمر بدون فرش متوسطة الطاقة .
  • يُستخدم الآن الترانزستور ذو التأثير الميداني المعزول ذو البوابة غير المتجانسة (HIGFET) بشكل أساسي في الأبحاث. [58]
  • MODFET (ترانزستور تأثير المجال المضاف إليه التعديل) هو ترانزستور عالي الحركة للإلكترونات باستخدام بنية بئر كمية مكونة من التشويب التدريجي للمنطقة النشطة.
  • يعتمد ترانزستور تأثير المجال النفقي (TFET ) على النفق من نطاق إلى نطاق. [59]
  • يقوم TQFET (ترانزستور تأثير المجال الكمومي الطوبولوجي) بتحويل مادة ثنائية الأبعاد من عازل طوبولوجي بدون تبديد (حالة "تشغيل") إلى عازل تقليدي (حالة "إيقاف") باستخدام مجال كهربائي مطبق. [60]
  • يمكن تصنيع الترانزستور HEMT ( الترانزستور عالي الحركة الإلكترونية )، والذي يُسمى أيضًا HFET (الترانزستور FET غير المتجانس)، باستخدام هندسة الفجوة النطاقية في أشباه الموصلات الثلاثية مثل AlGaAs . وتشكل مادة الفجوة النطاقية العريضة المستنفدة بالكامل العزل بين البوابة والجسم.
  • يستبدل الترانزستور ذو التأثير الميداني المعدني شبه الموصل ( MESFET ) الوصلة p-n في JFET بحاجز شوتكي ؛ ويُستخدم في GaAs ومواد أشباه الموصلات III-V الأخرى .
  • NOMFET عبارة عن ترانزستور تأثير مجال ذاكرة عضوي للجسيمات النانوية . [61]
  • يستخدم GNRFET (ترانزستور تأثير المجال المصنوع من شريط نانوي من الجرافين) شريط نانوي من الجرافين لقناته. [62]
  • ترانزستور تأثير المجال ذو الشق الرأسي (VeSFET) عبارة عن ترانزستور تأثير المجال ذو الشق الرأسي بدون وصلات على شكل مربع مع شق ضيق يربط بين المصدر والمصرف عند الزوايا المقابلة. تشغل بوابتان الزوايا الأخرى، وتتحكمان في التيار عبر الشق. [63]
  • CNTFET ( ترانزستور تأثير المجال من الأنابيب النانوية الكربونية ).
  • يستخدم OFET ( ترانزستور التأثير المجالي العضوي ) أشباه الموصلات العضوية في قناته.
  • يستفيد QFET ( ترانزستور تأثير المجال الكمومي ) من النفق الكمومي لزيادة سرعة تشغيل الترانزستور بشكل كبير عن طريق القضاء على منطقة التوصيل الإلكتروني للترانزستور التقليدي.
  • ترانزستور تأثير المجال الحاجز شوتكي (SB-FET) هو ترانزستور تأثير المجال مع أقطاب اتصال معدنية للمصدر والصرف، والتي تخلق حواجز شوتكي عند كل من واجهة قناة المصدر وقناة الصرف. [64] [65]
  • GFET عبارة عن ترانزستور تأثير مجالي شديد الحساسية يعتمد على الجرافين ويستخدم كمستشعرات حيوية ومستشعرات كيميائية . ونظرًا للبنية ثنائية الأبعاد للجرافين، إلى جانب خصائصه الفيزيائية، توفر GFET حساسية متزايدة، وحالات أقل من "الإيجابيات الكاذبة" في تطبيقات الاستشعار [66]
  • يستخدم Fe FET مادة كهربائية حديدية بين البوابة، مما يسمح للترانزستور بالاحتفاظ بحالته في حالة عدم وجود تحيز - قد يكون لهذه الأجهزة تطبيق كذاكرة غير متطايرة .
  • VTFET، أو ترانزستور تأثير المجال الرأسي للنقل، هو تعديل IBM لعام 2021 لـ finFET للسماح بكثافة أعلى وطاقة أقل. [67]

المزايا

تتمتع الترانزستورات ذات التأثير الميداني بمقاومة عالية للتيار بين البوابة والصرف، تصل إلى 100 ميغا أوم أو أكثر، مما يوفر درجة عالية من العزل بين التحكم والتدفق. ولأن ضوضاء التيار الأساسي ستزداد مع وقت التشكيل [ يحتاج إلى توضيح ] ، [68] فإن الترانزستور ذو التأثير الميداني ينتج ضوضاء أقل عادةً من الترانزستور ثنائي القطب (BJT)، ويوجد في الإلكترونيات الحساسة للضوضاء مثل الموالفات ومكبرات الصوت منخفضة الضوضاء لأجهزة استقبال VHF والأقمار الصناعية. ولا يظهر أي جهد إزاحة عند تيار الصرف الصفري ويشكل قاطع إشارة ممتازًا. وعادةً ما يكون لديه استقرار حراري أفضل من الترانزستور ثنائي القطب. [48]

نظرًا لأن الترانزستورات ذات التأثير الميداني يتم التحكم فيها عن طريق شحن البوابة، فبمجرد إغلاق البوابة أو فتحها، لا يوجد استهلاك إضافي للطاقة، كما هو الحال مع الترانزستور ذي الوصلة ثنائية القطب أو مع مرحلات غير قابلة للقفل في بعض الحالات. وهذا يسمح بالتبديل منخفض الطاقة للغاية، مما يسمح بدوره بتصغير الدوائر بشكل أكبر لأن احتياجات تبديد الحرارة تقل مقارنة بأنواع أخرى من المفاتيح.

العيوب

إن الترانزستور ذو التأثير الميداني له حاصل مكسب-نطاق ترددي منخفض نسبيًا مقارنة بالترانزستور ذي الوصلة ثنائية القطب. إن الترانزستورات MOSFET معرضة جدًا لجهد الحمل الزائد، وبالتالي تتطلب معالجة خاصة أثناء التركيب. [69] إن الطبقة العازلة الهشة للترانزستور MOSFET بين البوابة والقناة تجعله عرضة للتفريغ الكهروستاتيكي أو التغيرات في جهد العتبة أثناء المعالجة. لا تشكل هذه مشكلة عادةً بعد تركيب الجهاز في دائرة مصممة بشكل صحيح.

غالبًا ما يكون لـ FETs مقاومة "تشغيل" منخفضة جدًا ومقاومة "إيقاف" عالية. ومع ذلك، فإن المقاومات المتوسطة كبيرة، وبالتالي يمكن لـ FETs تبديد كميات كبيرة من الطاقة أثناء التبديل. وبالتالي، يمكن للكفاءة أن تضع قيمة عالية على التبديل السريع، ولكن هذا يمكن أن يتسبب في حدوث حالات عابرة يمكن أن تثير المحاثات الضالة وتولد فولتات كبيرة يمكن أن ترتبط بالبوابة وتسبب تبديلًا غير مقصود. وبالتالي، يمكن أن تتطلب دوائر FET تخطيطًا دقيقًا للغاية ويمكن أن تنطوي على مقايضات بين سرعة التبديل وتبديد الطاقة. هناك أيضًا مقايضة بين تصنيف الجهد ومقاومة "التشغيل"، لذلك تتمتع FETs ذات الجهد العالي بمقاومة "تشغيل" عالية نسبيًا وبالتالي خسائر التوصيل. [70]

أوضاع الفشل

تعتبر ترانزستورات التأثير الميداني قوية نسبيًا، خاصةً عند تشغيلها ضمن حدود درجة الحرارة والكهرباء التي يحددها المصنع ( خفض التصنيف المناسب ). ومع ذلك، يمكن لأجهزة FET الحديثة غالبًا دمج صمام ثنائي للجسم . إذا لم يتم أخذ خصائص الصمام الثنائي للجسم في الاعتبار، فقد يتعرض FET لسلوك بطيء للصمام الثنائي للجسم، حيث سيتم تشغيل الترانزستور الطفيلي والسماح بسحب تيار عالٍ من الصرف إلى المصدر عندما يكون FET مغلقًا. [71]

الاستخدامات

الترانزستور FET الأكثر استخدامًا هو MOSFET . تعد تقنية معالجة CMOS (أشباه الموصلات المعدنية المكملة) الأساس للدوائر المتكاملة الرقمية الحديثة. تستخدم تقنية المعالجة هذه ترتيبًا حيث يتم توصيل MOSFET ذات القناة p و MOSFET ذات القناة n (عادةً "وضع التحسين") على التوالي بحيث عندما يكون أحدهما قيد التشغيل، يكون الآخر متوقفًا.

في ترانزستورات تأثير المجال، يمكن للإلكترونات أن تتدفق في أي اتجاه عبر القناة عند تشغيلها في الوضع الخطي. إن تسمية طرف الصرف وطرف المصدر تعسفية إلى حد ما، حيث يتم بناء الأجهزة عادةً (ولكن ليس دائمًا) بشكل متماثل من المصدر إلى الصرف. وهذا يجعل ترانزستورات تأثير المجال مناسبة لتبديل الإشارات التناظرية بين المسارات ( الإرسال المتعدد ). باستخدام هذا المفهوم، يمكن للمرء إنشاء لوحة خلط الحالة الصلبة ، على سبيل المثال. يستخدم ترانزستور تأثير المجال عادةً كمضخم. على سبيل المثال، نظرًا لمقاومته الكبيرة للإدخال ومقاومة الإخراج المنخفضة، فهو فعال كعازل في تكوين الصرف المشترك (متابع المصدر).

تُستخدم ترانزستورات IGBT في تبديل ملفات الإشعال في محرك الاحتراق الداخلي، حيث تكون القدرة على التبديل السريع وحجب الجهد أمرًا مهمًا.

ترانزستور بوابة المصدر

تتمتع الترانزستورات ذات البوابة المصدرية بقدرة أكبر على مواجهة مشكلات التصنيع والبيئة في الإلكترونيات ذات المساحة الكبيرة مثل شاشات العرض، ولكنها أبطأ في التشغيل من الترانزستورات ذات المجال الميداني. [72]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ Lilienfeld, JE "طريقة وجهاز للتحكم في التيار الكهربائي" محفوظ في 2022-04-09 على موقع Wayback Machine براءة اختراع أمريكية رقم 1,745,175 (تم تقديمها: 8 أكتوبر 1926؛ صدرت: 28 يناير 1930).
  2. ^ ab Lee, Thomas H. (2003). تصميم الدوائر المتكاملة ذات التردد الراديوي CMOS (PDF) . مطبعة جامعة كامبريدج . ISBN 978-1-139-64377-1. مؤرشف من الأصل (PDF) في 2019-12-09 . استرجاع 2019-07-20 .
  3. ^ بويرز ، روبرت. بالدي، ليفيو؛ فوردي، مارسيل فان دي؛ نوتين، سيباستيان إي. فان (2017). الإلكترونيات النانوية: المواد، الأجهزة، التطبيقات، مجلدان. جون وايلي وأولاده . ص. 14. رقم ISBN 978-3-527-34053-8.
  4. ^ جروندمان ، ماريوس (2010). فيزياء أشباه الموصلات . سبرينغر-فيرلاغ. رقم ISBN 978-3-642-13884-3.
  5. ^ Nishizawa, Jun-Ichi (1982). "Junction Field-Effect Devices". في Sittig, Roland؛ Roggwiller, P. (المحررون). Semiconductor Devices for Power Conditioning . Springer. ص 241–272. doi :10.1007/978-1-4684-7263-9_11. ISBN 978-1-4684-7265-3.
  6. ^ abcd Moskowitz, Sanford L. (2016). Advanced Materials Innovation: Managing Global Technology in the 21st century. John Wiley & Sons . p. 168. ISBN 978-0-470-50892-3.
  7. ^ "أساس العالم الرقمي اليوم: انتصار ترانزستور MOS". متحف تاريخ الكمبيوتر . 13 يوليو 2010. تم الاسترجاع في 21 يوليو 2019 .
  8. ^ ab Howard R. Duff (2001). "جون باردين وفيزياء الترانزستور". وقائع مؤتمر AIP . المجلد 550. ص 3-32. doi : 10.1063/1.1354371 .
  9. ^ هانز كامينزيند (2005). تصميم الرقائق التناظرية.
  10. ^ مسعود، هشام ز. (1997). ULSI Science and Technology/1997. The Electrochemical Society. ص. 43. ISBN 978-1-56677-130-6.
  11. ^ ليليان هودسون (1994). "البحث في مقومات البلورات أثناء الحرب العالمية الثانية واختراع الترانزستور". التاريخ والتكنولوجيا . 11 (2): 121-130. doi :10.1080/07341519408581858.
  12. ^ مايكل ريوردان؛ ليليان هودسون (1997). Crystal Fire: The Birth of the Information Age . WW Norton & Company. ISBN 978-0-393-04124-8.
  13. ^ US2802760A، لينكولن، ديريك وفروش، كارل جيه، "أكسدة الأسطح شبه الموصلة للانتشار المتحكم فيه"، صدر في 1957-08-13 
  14. ^ ab Frosch, CJ; Derick, L (1957). "حماية السطح والإخفاء الانتقائي أثناء الانتشار في السيليكون". مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi :10.1149/1.2428650.
  15. ^ كريستوف ليكويير؛ ديفيد سي بروك؛ جاي لاست (2010). صناع الشريحة الدقيقة: تاريخ وثائقي لشركة فيرتشايلد سيميكوندكتور. مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ص 62-63. رقم ISBN 978-0-262-01424-3.
  16. ^ Claeys, Cor L. (2003). ULSI Process Integration III: Proceedings of the International Symposium. The Electrochemical Society . ص 27-30. ISBN 978-1-56677-376-8.
  17. ^ لوجيك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص. 324. ISBN 978-3-540-34258-8.
  18. ^ ستيفان فرديناند مولر (2016). تطوير ذاكرة كهربائية حديدية تعتمد على HfO2 لعقد تكنولوجيا CMOS المستقبلية . BoD – كتب حسب الطلب. ISBN 978-3-7392-4894-3.
  19. ^ BG Lowe; RA Sareen (2013). أجهزة الكشف بالأشعة السينية لأشباه الموصلات . CRC Press. ISBN 978-1-4665-5401-6.
  20. ^ باسيت، روس نوكس (2007). إلى العصر الرقمي: مختبرات الأبحاث والشركات الناشئة وصعود تكنولوجيا MOS. مطبعة جامعة جونز هوبكنز. ص 22. ISBN 978-0-8018-8639-3.
  21. ^ ab Huff, Howard; Riordan, Michael (2007-09-01). "Frosch and Derick: Fifty Years Later (Foreword)". The Electrochemical Society Interface . 16 (3): 29. doi :10.1149/2.F02073IF. ISSN  1064-8208.
  22. ^ US2802760A، لينكولن، ديريك وفروش، كارل جيه، "أكسدة الأسطح شبه الموصلة للانتشار المتحكم فيه"، صدر في 1957-08-13 
  23. ^ Frosch, CJ; Derick, L (1957). "حماية السطح والإخفاء الانتقائي أثناء الانتشار في السيليكون". مجلة الجمعية الكهروكيميائية . 104 (9): 547. doi :10.1149/1.2428650.
  24. ^ ليجينزا، جيه آر؛ سبيتزر، دبليو جي (1960-07-01). "آليات أكسدة السيليكون في البخار والأكسجين". مجلة فيزياء وكيمياء المواد الصلبة . 14 : 131–136. رمز Bibcode :1960JPCS...14..131L. doi :10.1016/0022-3697(60)90219-5. ISSN  0022-3697.
  25. ^ ديل، بروس إي. (1998). "أبرز ما يميز تكنولوجيا الأكسدة الحرارية للسيليكون". علم وتكنولوجيا مواد السيليكون . الجمعية الكهروكيميائية . ص 183. رقم ISBN 978-1566771931.
  26. ^ لوجيك، بو (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا. ص. 322. ISBN 978-3540342588.
  27. ^ باسيت، روس نوكس (2007). إلى العصر الرقمي: مختبرات الأبحاث والشركات الناشئة وصعود تكنولوجيا MOS. مطبعة جامعة جونز هوبكنز . ص 22-23. ISBN 978-0-8018-8639-3.
  28. ^ Atalla, M. ; Kahng, D. (1960). "أجهزة سطحية مستحثة بحقل ثاني أكسيد السيليكون-السيليكون". مؤتمر أبحاث أجهزة الحالة الصلبة IRE-AIEE .
  29. ^ "1960 – عرض ترانزستور أشباه الموصلات المصنوعة من أكسيد المعدن (MOS)". محرك السيليكون . متحف تاريخ الكمبيوتر . تم الاسترجاع في 2023-01-16 .
  30. ^ KAHNG, D. (1961). "Silicon-Silicon Dioxide Surface Device". المذكرة الفنية لمختبرات بيل : 583–596. doi :10.1142/9789814503464_0076. ISBN 978-981-02-0209-5.
  31. ^ Lojek, Bo (2007). تاريخ هندسة أشباه الموصلات . برلين، هايدلبرغ: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. ص. 321. ISBN 978-3-540-34258-8.
  32. ^ Motoyoshi, M. (2009). "Through-Silicon Via (TSV)". Proceedings of the IEEE . 97 (1): 43–48. doi :10.1109/JPROC.2008.2007462. ISSN  0018-9219. S2CID  29105721.
  33. ^ "الترانزستورات تحافظ على قانون مور حيًا". EETimes . 12 ديسمبر 2018 . تم الاسترجاع في 18 يوليو 2019 .
  34. ^ "من اخترع الترانزستور؟". متحف تاريخ الكمبيوتر . 4 ديسمبر 2013. تم الاسترجاع في 20 يوليو 2019 .
  35. ^ Duncan, Ben (1996). High Performance Audio Power Amplifiers. Elsevier . ص. 177. ISBN 978-0-08-050804-7.
  36. ^ "داوون كانج". قاعة المشاهير الوطنية للمخترعين . تم الاسترجاع في 27 يونيو 2019 .
  37. ^ "ملاحظات المدير إيانكو في المؤتمر الدولي للملكية الفكرية لعام 2019". مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية بالولايات المتحدة . 10 يونيو 2019. تم الاسترجاع في 20 يوليو 2019 .
  38. ^ هوارد ر. داف (2001). "جون باردين وفيزياء الترانزستور". وقائع مؤتمر المعهد الأمريكي للفيزياء . المجلد 550. ص 3-32. doi : 10.1063/1.1354371 .
  39. ^ "1963: اختراع تكوين دائرة MOS التكميلية". متحف تاريخ الكمبيوتر . تم الاسترجاع في 6 يوليو 2019 .
  40. ^ براءة اختراع أمريكية رقم 3,102,230 ، تم تقديمها في عام 1960، وصدرت في عام 1963
  41. ^ D. Kahng وSM Sze، "البوابة العائمة وتطبيقها على أجهزة الذاكرة"، مجلة Bell System Technical Journal ، المجلد 46، العدد 4، 1967، ص 1288-1295
  42. ^ Farrah, HR; Steinberg, RF (فبراير 1967). "تحليل الترانزستور الرقيق ثنائي البوابة". معاملات معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات للأجهزة الإلكترونية . 14 (2): 69–74. Bibcode :1967ITED...14...69F. doi :10.1109/T-ED.1967.15901.
  43. ^ Colinge, JP (2008). FinFETs and Other Multi-Gate Transistors. Springer Science & Business Media. ص. 11. ISBN 978-0-387-71751-7.
  44. ^ Sekigawa, Toshihiro; Hayashi, Yutaka (1 أغسطس 1984). "خصائص عتبة الجهد المحسوبة لترانزستور XMOS الذي يحتوي على بوابة سفلية إضافية". إلكترونيات الحالة الصلبة . 27 (8): 827–828. Bibcode :1984SSEle..27..827S. doi :10.1016/0038-1101(84)90036-4. ISSN  0038-1101.
  45. ^ "الحاصلون على جائزة IEEE Andrew S. Grove". جائزة IEEE Andrew S. Grove . معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . مؤرشف من الأصل في 9 سبتمبر 2018 . تم الاسترجاع 4 يوليو 2019 .
  46. ^ "الميزة الاختراقية لوحدات FPGA بتقنية Tri-Gate" (ملف PDF) . Intel . 2014. تم الاسترجاع في 4 يوليو 2019 .
  47. ^ Jacob Millman (1985). الأجهزة والدوائر الإلكترونية . سنغافورة: McGraw-Hill International . ص. 397. ISBN 978-0-07-085505-2.
  48. ^ ab Jacob Millman (1985). الأجهزة والدوائر الإلكترونية . سنغافورة: ماكجرو هيل. ص 384-385. ISBN 978-0-07-085505-2.
  49. ^ Galup-Montoro, C.; Schneider, MC (2007). MOSFET modeling for circuit analysis and design . لندن/سنغافورة: World Scientific . ص. 83. ISBN  978-981-256-810-6.
  50. ^ Norbert R Malik (1995). الدوائر الإلكترونية: التحليل والمحاكاة والتصميم . Englewood Cliffs، NJ: Prentice Hall. ص 315-316. ISBN 978-0-02-374910-0.
  51. ^ سبنسر، ر.ر. غوسي، م.س. (2001). الدوائر الإلكترونية الدقيقة . أبر سادل ريفر، نيوجيرسي: بيرسون للتعليم/برينتيس هول. ص. 102. رقم ISBN  978-0-201-36183-4.
  52. ^ Sedra, AS; Smith, KC (2004). Microelectronic circuits (Fifth ed.). New York: Oxford University Press. p. 552. ISBN  978-0-19-514251-8.
  53. ^ PR Gray؛ PJ Hurst؛ SH Lewis؛ RG Meyer (2001). تحليل وتصميم الدوائر المتكاملة التناظرية (الطبعة الرابعة). نيويورك: وايلي. ص. §1.5.2 ص. 45. ISBN  978-0-471-32168-2.
  54. ^ بوب ييركا (10 يناير 2011). "IBM تبتكر أول دائرة متكاملة تعتمد على الجرافين". Phys.org . تم الاسترجاع في 14 يناير 2019 .
  55. ^ لين، واي.-ام؛ فالديس-غارسيا، ايه؛ هان، اس.-جيه؛ فارمر، دي بي؛ صن، واي؛ وو، واي؛ ديميتراكوبولوس، سي؛ جريل، ايه؛ افوريس، بي؛ جينكينز، كيه ايه (2011). "دائرة تكامل الجرافين على مقياس الرقاقة". ساينس . 332 (6035): 1294-1297. رمز Bibcode :2011Sci...332.1294L. doi :10.1126/science.1204428. PMID  21659599. S2CID  3020496.
  56. ^ Belle Dumé (10 ديسمبر 2012). "ترانزستور الجرافين المرن يحقق أرقامًا قياسية جديدة". عالم الفيزياء . تم الاسترجاع في 14 يناير 2019 .
  57. ^ Schöning, Michael J.; Poghossian, Arshak (2002). "Recent progresses in biologically sensitically sensitized field-effect transistors (BioFETs)" (PDF) . Analyst . 127 (9): 1137–1151. Bibcode :2002Ana...127.1137S. doi :10.1039/B204444G. PMID  12375833.
  58. ^ freepatentsonline.com، HIGFET والطريقة - موتورولا]
  59. ^ Ionescu, AM; Riel, H. (2011). "Tunnel field-effect transistors as energy-efficient electronic switches". Nature . 479 (7373): 329–337. Bibcode :2011Natur.479..329I. doi :10.1038/nature10679. PMID  22094693. S2CID  4322368.
  60. ^ دومي، إيزابيل (12 ديسمبر 2018). "مفتاح التشغيل والإيقاف الطوبولوجي يمكن أن يصنع نوعًا جديدًا من الترانزستور". عالم الفيزياء . IOP Publishing . تم الاسترجاع في 16 يناير 2022 .
  61. ^ "الترانزستور العضوي يمهد الطريق لأجيال جديدة من أجهزة الكمبيوتر المستوحاة من الأعصاب". ساينس ديلي . 29 يناير 2010. تم الاسترجاع في 14 يناير 2019 .
  62. ^ Sarvari H.; Ghayour, R.; Dastjerdy, E. (2011). "Frequency analysis of graphene nanoribbon FET by Non-Equilibrium Green's Function in mode space". Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures . 43 (8): 1509–1513. Bibcode :2011PhyE...43.1509S. doi :10.1016/j.physe.2011.04.018.
  63. ^ جيرزي روزيلو (2016). قاموس أشباه الموصلات: مورد لمجتمع أشباه الموصلات. مجلة وورلد ساينتيفيك. ص 244. رقم ISBN 978-981-4749-56-5.
  64. ^ أبنزلر ج، وآخرون. (نوفمبر 2008). “نحو إلكترونيات أسلاك النانو”. معاملات IEEE على الأجهزة الإلكترونية . 55 (11): 2827-2845. بيب كود :2008ITED...55.2827A. دوى :10.1109/ted.2008.2008011. ISSN  0018-9383. OCLC  755663637. S2CID  703393.
  65. ^ براكاش، أبيجيث؛ إيلاتيخامينه، حسام الدين؛ وو، بينج؛ أبنزلر، يورج (2017). "فهم بوابات الاتصال في ترانزستورات الحاجز شوتكي من قنوات ثنائية الأبعاد". التقارير العلمية . 7 (1): 12596. arXiv : 1707.01459 . Bibcode :2017NatSR...712596P. doi :10.1038/s41598-017-12816-3. ISSN  2045-2322. OCLC  1010581463. PMC 5626721. PMID  28974712 . 
  66. ^ ميكلوس، بولزا. "ما هي ترانزستورات تأثير المجال الجرافيني (GFETs)؟". Graphenea . تم الاسترجاع في 14 يناير 2019 .
  67. ^ IBM Research تكشف عن "VTFET": بنية شريحة ثورية جديدة ذات أداء أعلى بمرتين من finFET ديسمبر 2021
  68. ^ VIII.5. الضوضاء في الترانزستورات
  69. ^ ألين موترسهيد (2004). الأجهزة الإلكترونية ودوائر السراج . نيودلهي: برنتيس هول أوف إنديا. ISBN 978-81-203-0124-5.
  70. ^ Bhalla, Anup (2021-09-17). "أصول SiC FETs وتطورها نحو المفتاح المثالي". Power Electronics News . تم الاسترجاع في 2022-01-21 .
  71. ^ فشل الصمام الثنائي للجسم البطيء في ترانزستورات التأثير الميداني (FETs): دراسة حالة.
  72. ^ Sporea, RA; Trainor, MJ; Young, ND; Silva, SRP (2014). "الترانزستورات المعتمدة على المصدر لتحسين الأداء حسب ترتيب الحجم في الدوائر الرقمية ذات الأغشية الرقيقة". التقارير العلمية . 4 : 4295. Bibcode :2014NatSR...4E4295S. doi :10.1038/srep04295. PMC 3944386. PMID  24599023 . 
يوجد في ويكيميديا ​​كومنز وسائط متعددة متعلقة بـ ترانزستورات التأثير الميداني .
  • PBS ترانزستور التأثير الميداني
  • كيف تعمل أشباه الموصلات والترانزستورات (MOSFETs) WeCanFigureThisOut.org
  • ترانزستور تأثير المجال الوصلي
  • دوائر بوابة CMOS
  • الفوز في المعركة ضد Latchup في مفاتيح CMOS التناظرية
  • ترانزستورات التأثير الميداني في النظرية والتطبيق
  • ترانزستور التأثير الميداني كمقاومة يتم التحكم في الجهد بها
  • "ترانزستور تأثير المجال (FET)". rolinychupetin (LRLinares). 30 مارس 2013 – عبر YouTube .
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Field-effect_transistor&oldid=1254936632"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate