cpu晶体管是什么

2016-12-02

晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。下面,就随小编带来的cpu晶体管是什么的内容。

cpu晶体管是什么:

光刻蚀 这是目前的CPU制造过程当中工艺非常复杂的一个步骤,为什么这么说呢?光刻蚀过程就是使用一定波长的光在感光层中刻出相应的刻痕,由此改变该处材料的化学特性。这项技术对于所用光的波长要求极为严格,需要使用短波长的紫外线和大曲率的透镜。刻蚀过程还会受到晶圆上的污点的影响。

每一步刻蚀都是一个复杂而精细的过程。设计每一步过程的所需要的数据量都可以用10GB的单位来计量,而且制造每块处理器所需要的刻蚀步骤都超过20步(每一步进行一层刻蚀)。而且每一层刻蚀的图纸如果放大许多倍的话,可以和整个纽约市外加郊区范围的地图相比,甚至还要复杂,试想一下,把整个纽约地图缩小到实际面积大小只有100个平方毫米的芯片上,那么这个芯片的结构有多么复杂,可想而知了吧。

当这些刻蚀工作全部完成之后,晶圆被翻转过来。短波长光线透过石英模板上镂空的刻痕照射到晶圆的感光层上,然后撤掉光线和模板。通过化学方法除去暴露在外边的感光层物质,而二氧化硅马上在陋空位置的下方生成。 掺杂 在残留的感光层物质被去除之后,剩下的就是充满的沟壑的二氧化硅层以及暴露出来的在该层下方的硅层。这一步之后,另一个二氧化硅层制作完成。然后,加入另一个带有感光层的多晶硅层。

多晶硅是门电路的另一种类型。由于此处使用到了金属原料(因此称作金属氧化物半导体),多晶硅允许在晶体管队列端口电压起作用之前建立门电路。感光层同时还要被短波长光线透过掩模刻蚀。再经过一部刻蚀,所需的全部门电路就已经基本成型了。然后,要对暴露在外的硅层通过化学方式进行离子轰击,此处的目的是生成N沟道或P沟道。这个掺杂过程创建了全部的晶体管及彼此间的电路连接,没个晶体管都有输入端和输出端,两端之间被称作端口。

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晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关,基于输入的电压,控制流出的电流,因此晶体管可做为电流的开关,和一般机械开关(如Relay、switch)不同处在于晶体管是利用电讯号来控制,而且开关速度可以非常之快,在实验室中的切换速度可达100GHz以上。

晶体管主要分为两大类:双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)。

晶体管有三个极: 双极性晶体管的三个极,分别由N型跟P型组成发射极(Emitter)、基极(Base)和集电极(Collector); 场效应晶体管的三个极,分别是源极(Source)、栅极(Gate)和漏极(Drain)。晶体管因为有三种极性,所以也有三种的使用方式,分别是发射极接地(又称共射放大、CE组态)、基极接地(又称共基放大、CB组态)和集电极接地(又称共集放大、CC组态、发射极随隅器)。在双极性晶体管中,射极到基极的很小的电流,会使得发射极到集电极之间,产生大电流;在场效应晶体管中,在栅极施加小电压,来控制源极和泄极之间的电流。

在模拟电路中,晶体管用于放大器、音频放大器、射频放大器、稳压电路;在计算机电源中,主要用于开关电源。晶体管也应用于数字电路,主要功能是当成电子开关。数字电路包括逻辑门、随机存取内存(RAM)和微处理器。晶体管在使用上有许多要注意的最大额定值,例如最大电压、最大电流、最大功率。在超额的状态下使用,晶体管内部的结构会被破坏。每种型号的晶体管还有特有的特性,像是直流放大率hfe、NF噪讯比等,可以借由晶体管规格表或是Data Sheet得知。晶体管在电路最常用的用途应该是属于信号放大这一方面,其次是阻抗匹配、信号转换等,晶体管在电路中是个很重要的元件,许多精密的组件主要都是由晶体管制成的。

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