數(shù)字集成電路(IC)
IC的定義通俗地來講,就是指把電路元件集成到幾mm2的一個小片(tip)之中所得到的電子電路。IC電路之所以能有現(xiàn)在這樣的進(jìn)步,都是因?yàn)镮C有可靠性高、價格低、體積小、重量輕等特征。
當(dāng)芯片中集成的元器件(二極管、電阻、晶體管及電容等)的數(shù)量超過1000個時,稱作LSI(大規(guī)模集成電路)。它能將復(fù)雜的電路集成到一個芯片之中,特別是近年來,在超大規(guī)模集成電路的開發(fā)方面投人了很大的力量。
讓我們來看一下IC的結(jié)構(gòu)。IC是由電子電路(單元)和構(gòu)成它的晶體管元件組成的。在小面積的芯片里集成大量的元件,使得一個個單元變得越來越小,它們之間的間隔也越來越近,這樣電流可以迅速地流過。也就是說,單元越小,構(gòu)成的IC的記憶速度、計(jì)算速度就越快。
在超大規(guī)模集成電路中,1兆位RAM的一個單元的大小為4/ 1000mm2。電穿過其間的速度約為10億分之一秒,在這個速度下,就是1秒前進(jìn)30萬公里的光也只能前進(jìn)30厘米。
單元的核心是晶體管,根據(jù)其制造工藝分為:金屬氧化物型(MOS)與雙極型(參見圖).
MOS型的制造工藝是用兩層N型半導(dǎo)體中夾住一層帶空穴的P型半導(dǎo)體。柵極加上電壓后就可形成電子的運(yùn)動通道。
因其結(jié)構(gòu)簡單,易將元件集成進(jìn)去,所以可大規(guī)模地集成化。
雙極型的制造工藝是在P型中嵌入一個N型。電極名稱與MOS型不同,對基極加上電壓后,電子從發(fā)射極流向集電極成導(dǎo)通狀態(tài)。雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制造工藝難,但它的電子運(yùn)動速度快。
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