Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.1: польові транзистори

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    31756

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Польові транзистори (транзистори) є основою електронної промисловості. Значний прогрес електроніки за останні кілька десятиліть значною мірою обумовлений досягненнями технологій FET, особливо їх мініатюризації, яка покращила швидкість, знизила енергоспоживання та дозволила виготовляти більш складні схеми. Отже, інженери працювали над тим, щоб приблизно подвоїти кількість транзисторів у складному мікросхемі, такому як інтегральна схема, кожні 1,5-2 роки; див. Рис. 5.1.1 у вступі. Ця тенденція, відома зараз як закон Мура, була вперше відзначена в 1965 році Гордоном Муром, інженером Intel. Ми будемо розглядати закон Мура та його межі конкретно в кінці заняття. Але поки ми просто відзначимо, що транзистори вже маленькі і стають менше. Останні процесори Intel мають розділення джерела та стоку приблизно 65 нм.

    У цьому розділі ми спочатку розглянемо найпростіші транзистори: транзистори з молекулярним полем. Ми будемо використовувати ці пристрої для пояснення перемикання польових ефектів. Потім ми розглянемо балістичні квантові дротові транзистори, балістичні квантові яма FET і, зрештою, небалістичні макроскопічні FET.

    Молекулярні транзистори

    Архітектура молекулярно-польового транзистора показана на малюнку 5.1.1. Молекула з'єднує контакт джерела та стоку, забезпечуючи канал для потоку електронів. Існує також третя клема, розташована близько до провідника. Цей контакт відомий як затвор, так як призначений для управління потоком заряду через канал. Ворота не впорскують заряд безпосередньо. Швидше він ємнісно пов'язаний з каналом; він утворює одну пластину конденсатора, а канал - іншу. Між каналом і провідником є тонка ізоляційна плівка, іноді описується як «оксидний» шар, оскільки в кремнієвих FET ізолятор затвора виготовлений з SiO2. У пристрої малюнка 5.1.1 ізолятором затвора служить повітряний.

    Скріншот 2021-05-12 о 22.07.11.png
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Молекулярний FET. Ізолятор відокремлює затвор від молекули. Ворота не призначені для нагнітання заряду. Швидше це впливає на потенціал молекули.