分享

IGBT的前世今生(二)

 我爱你文摘 2020-05-26

三、晶体管的王者之路

晶体管发展迅猛,最早出现了双极晶体管(二极管),随后出现结节型晶体管、电流控制的三极管(BJT)、场效应晶体管等。

IGBT的前世今生(二)

晶体管

尽管早期晶体管已经比电子管好很多了,但是人们仍然在呼唤体积更小的、效率更高的电子器件。于是集成电路在1961年横空出世,诺伊斯一举成名。

1962年:美国RCA公司研制出MOS场效应晶体管,这种晶体管是电压控制的,由于晶体管的主要材料是金属氧化物半导体,因此又叫MOS晶体管,特性是电压大于一定值导通,根据其结构后面我们称其NMOS。

电子世界一日千里,也出现了一些胡思乱想的神棍,1965年,一个叫摩尔的神棍预言,未来一个芯片上的晶体管数量大约每年翻一倍,被人们奉为圭臬。

大概是神棍当久了真觉得自己能成仙,于是3年后,摩尔窜掇同事诺伊斯,一起开除了原来的帮主,自立门户创立了一个神仙帮派,帮派名字就叫“集成电子设备”,缩写英特尔。

1971年英特尔开发出PMOS硅栅晶体管技术。这个技术在晶体管的世界里也是具有划时代意义的。

MOS两兄弟是个奇妙的东西,最早出现的NMOS高通以及其后出现的PMOS低通,由于这两兄弟的导通特性,给了我们很多奇妙的运用,由NMOS和PMOS组成的互补电路我们叫他COMS。

晶体管沿着人们的设想发展,单位体积内存放的晶体管越来越多,衡量晶体管的技术发展水平的数字也就变成了晶体管之间的距离,当然在小距离的范围内,要使每个晶体管都正常工作并不是一件容易的事情,其中涉及很多复杂的因素。但是可以想象,距离越小,单位体积内存放的也就越多,因此就以晶体管的距离作为了集成电路的水平,比如32nm、14nm。

四、IGBT的出现

IGBT出现之前,有很多前辈。最早的可以追溯到可控硅。 1957年爱迪生同学遗留下来的通用电气发明了一个PNPN四层半导体结构的奇妙东西,取名晶闸管,也叫可控硅。随后又出现了可关断晶闸管(GTO)。

由于GTO和MOS都有着先天的不足,在电力系统的运用上受到很大限制,因此上世纪80年代,一种集众家所长的器件诞生,他就是IGBT。

IGBT全称绝缘栅双极型晶体管,名字很长,其实是一个特殊的三极管,简单理解可以看做一个自动开关,当他断开时可看做开路,而导通时可以看做导线。IGBT集电力晶体管GTR(也称作BJT)和P型金氧半场效晶体管(PMOS)的优点于一身,可谓生而不凡。

俗话说:人有三急。人家IGBT也也有三极:栅极、集电极和发射极。IGBT最大的优点是无论在导通状态还是短路状态都可以承受电流冲击,其应用范围极为广泛,一般都在耐压600V以上、电流10A以上、频率为1kHz以上的区域。

我国半导体事业发展较晚,IGBT也毫无例外的长期落后于国外,但近十年来的大幅度追赶,已经取得了重大突破,相信未来会发展的更好。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多