Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«БиМОС» перенаправляется сюда. Не следует путать с BIMOS или Bimo (значения) .

Биполярная КМОП ( BiCMOS ) - это полупроводниковая технология, которая объединяет две ранее отдельные полупроводниковые технологии, технологию биполярного переходного транзистора и затвор КМОП (комплементарный металл-оксид-полупроводник ) в одном устройстве на интегральной схеме . [1] [2]

Биполярные переходные транзисторы обеспечивают высокую скорость, высокое усиление и низкое выходное сопротивление , которые являются отличными характеристиками для высокочастотных аналоговых усилителей , тогда как технология КМОП обеспечивает высокое входное сопротивление и отлично подходит для создания простых логических вентилей с низким энергопотреблением. . С тех пор, как два типа транзисторов существуют в производстве, разработчики схем, использующих дискретные компоненты, осознали преимущества интеграции этих двух технологий; однако из-за отсутствия реализации в интегральных схемах применение этой конструкции произвольной формы было ограничено довольно простыми схемами. Дискретные схемы сот или тысяч транзисторов быстро расширить , чтобы занять сотни или тысячи квадратных сантиметров площади платы цепи, так и для самых высокоскоростных схем , таких как те , которые используются в современных цифровых вычислительных машинах, расстояние между транзисторами (а минимальная емкость из связи между ними) также делает желаемые скорости совершенно недостижимыми, так что, если эти конструкции не могут быть построены как интегральные схемы, то они просто не могут быть построены.

Эта технология нашла применение в усилителях и аналоговых схемах управления питанием , а также имеет некоторые преимущества в цифровой логике. В схемах BiCMOS наиболее подходящим образом используются характеристики транзисторов каждого типа. Обычно это означает, что в сильноточных цепях используются полевые транзисторы металл-оксид-полупроводник (МОП-транзисторы) для эффективного управления, а в некоторых специализированных цепях с очень высокими характеристиками используются биполярные устройства. Примеры этого включают генераторы радиочастоты (RF), опорные сигналы на основе запрещенной зоны и схемы с низким уровнем шума. [ необходима цитата ]

Pentium , Pentium Pro и SuperSPARC микропроцессоры также используется BiCMOS.

Недостатки [ править ]

Например, многие преимущества изготовления КМОП не передаются непосредственно на изготовление БиКМОП. Присущая трудность возникает из-за того, что оптимизация как BJT-, так и MOS-компонентов процесса невозможна без добавления множества дополнительных этапов изготовления и, как следствие, увеличения стоимости процесса. Наконец, в области высокопроизводительной логики BiCMOS никогда не сможет предложить (относительно) низкое энергопотребление одной только CMOS из-за возможности более высокого тока утечки в режиме ожидания.

История [ править ]

В июле 1968 года Хун-Чанг Лин и Рамачандра Р. Айер продемонстрировали в Westinghouse Electric Corporation интегрированный биполярный МОП- усилитель (BiMOS) , сочетающий технологии биполярного переходного транзистора (BJT) и металл-оксид-полупроводник (MOS) . [3] Лин и Айер позже продемонстрировали с CT Ho первую интегральную схему BiCMOS , сочетающую технологии BJT и комплементарной MOS (CMOS) в одной интегральной схеме, в Westinghouse в октябре 1968 года. [4] [5] В 1984 году BiCMOS. крупномасштабная интеграция (LSI) была продемонстрирована Hitachiисследовательская группа во главе с Х. Хигути, Горо Кицукава и Такахиде Икеда. [6]

В 1990 - е годы, [ править ] Современные Микросхема изготовления технологии стали делать коммерческие технологии BiCMOS реальностью. Эта технология быстро нашла применение в усилителях и аналоговых схемах управления питанием .

Типом технологии BiCMOS является технология биполярной CMOS-DMOS (BCD), которая сочетает в себе BiCMOS с DMOS (МОП с двойным рассеиванием), типом технологии силовых MOSFET . Технология BCD объединяет три процесса изготовления полупроводниковых устройств на микросхеме силовой ИС (силовая интегральная схема ): биполярный для точных аналоговых функций, CMOS для цифрового дизайна и DMOS для силовых электронных и высоковольтных элементов. Он был разработан ST Microelectronics в середине 1980-х годов. Существует два типа BCD: BCD высокого напряжения и BCD высокой плотности. Они имеют широкий спектр применения, например, кремний-на-изоляторе.(SOI) BCD используется в медицинской электронике , автомобильной безопасности и аудиотехнике . [7]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Технология процесса BiCMOS. Х. Пухнер, 1996 г.
  2. ^ Схема процесса BiCMOS. Х. Пухнер, 1996 г.
  3. ^ Лин, Хунг Чанг ; Айер, Рамачандра Р. (июль 1968 г.). «Монолитный биполярный усилитель звука». IEEE Transactions on Broadcast and Television Receivers . 14 (2): 80–86. DOI : 10.1109 / TBTR1.1968.4320132 .
  4. ^ Лин, Хунг Чанг ; Iyer, Ramachandra R .; Хо, Коннектикут (октябрь 1968 г.). «Дополнительная МОП-биполярная структура». 1968 г. Международная конференция по электронным устройствам : 22–24. DOI : 10.1109 / IEDM.1968.187949 .
  5. ^ Альварес, Антонио Р. (1990). «Введение в BiCMOS». Технология и приложения BiCMOS . Springer Science & Business Media . С. 1–20. DOI : 10.1007 / 978-1-4757-2029-7_1 . ISBN 9780792393849.
  6. ^ Higuchi, H .; Кицукава, Горо; Икеда, Такахиде; Nishio, Y .; Sasaki, N .; Огиуэ, Кацуми (декабрь 1984 г.). «Характеристики и структура уменьшенных биполярных устройств, объединенных с CMOSFET». 1984 Международное совещание по электронным устройствам : 694–697. DOI : 10.1109 / IEDM.1984.190818 . S2CID 41295752 . 
  7. ^ «BCD (Bipolar-CMOS-DMOS) - Ключевая технология для силовых ИС» . СТ Микроэлектроника . Архивировано 6 июня 2016 года . Проверено 27 ноября 2019 года .