Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интегральной схемы (ИС) на печатной плате . Это называется твердотельной схемой, потому что все электрические действия в цепи происходят внутри твердых материалов.

Твердотельная электроника означает полупроводниковую электронику: электронное оборудование, использующее полупроводниковые устройства, такие как транзисторы , диоды и интегральные схемы (ИС). [1] [2] [3] [4] [5] Этот термин также используется для устройств, в которых полупроводниковая электроника, не имеющая движущихся частей, заменяет устройства движущимися частями, например твердотельное реле, в котором используются транзисторные переключатели. вместо электромеханического реле с подвижным рычагом или твердотельного накопителя (SSD) тип полупроводниковой памятииспользуется в компьютерах для замены жестких дисков , которые хранят данные на вращающемся диске. [6]

Термин «твердотельный» стал популярным в начале полупроводниковой эры в 1960 - х годах , чтобы отличить эту новую технологию , основанную на транзисторе, в которой электронное действие устройств произошло в твердом состоянии , из предыдущего электронного оборудования , которые использовали вакуумные трубки , в котором электронное действие происходило в газообразном состоянии . Полупроводниковое устройство работает, управляя электрическим током, состоящим из электронов или дырок, движущихся в твердом кристаллическом куске полупроводникового материала, такого как кремний , в то время как термоэлектронныйзамененные им вакуумные трубки работали, управляя током, проводимым газом из частиц, электронов или ионов , движущихся в вакууме внутри герметичной трубки.

История [ править ]

Хотя первым твердотельным электронным устройством был детектор кошачьих усов , грубый полупроводниковый диод, изобретенный примерно в 1904 году, твердотельная электроника действительно началась с изобретения первого рабочего транзистора в 1947 году. [7] Первым рабочим транзистором был точечный транзистор. изобретен Джоном Бардином и Уолтером Хаузером Браттейном во время работы под руководством Уильяма Шокли в Bell Laboratories в 1947 году. [8] До этого все электронное оборудование использовало вакуумные лампы, потому что вакуумные лампы были единственными электронными компонентами, которые могли усиливать- существенная возможность всей электроники.

МОП - транзистор (металл-оксид-кремний полевой транзистор ), также известный как МОП - транзистора, был изобретен Mohamed М. Atalla и Давон Канг в Bell Labs в 1959 году [9] [10] [11] [12] Преимущества МОП-транзистора включают высокую масштабируемость , [13] доступность, [14] низкое энергопотребление и высокую плотность . [15] МОП-транзистор произвел революцию в электронной промышленности [16] [17] и является наиболее распространенным полупроводниковым устройством в мире. [11] [18]

Замена громоздких, хрупких, энергоемких электронных ламп транзисторами в 1960-х и 1970-х годах произвела революцию не только в технологиях, но и в привычках людей, сделав возможной первую по-настоящему портативную бытовую электронику, такую ​​как транзисторный радиоприемник , кассетный магнитофон , рация. -Разговорные и кварцевые часы , а также первые практичные компьютеры и мобильные телефоны .

Примерами твердотельных электронных устройств являются микропроцессорный чип, светодиодная лампа, солнечный элемент , датчик изображения с зарядовой связью (CCD), используемый в камерах, и полупроводниковый лазер .

См. Также [ править ]

  • Физика конденсированного состояния
  • Лазерный диод
  • Материаловедение
  • Полупроводниковый прибор
  • Солнечная батарея
  • Физика твердого тела

Ссылки [ править ]

  1. ^ Мурти, BS; Shankar, P .; Радж, Балдев; и другие. (2013). Учебник нанонауки и нанотехнологий . Springer Science and Business Media. С. 108–109. ISBN 978-3642280306. Архивировано 29 декабря 2017 года.
  2. ^ Пападопулос, Христо (2013). Твердотельные электронные устройства: Введение . Springer Science and Business Media. С. 5–6. ISBN 978-1461488361. Архивировано 29 декабря 2017 года.
  3. ↑ Vaughan, Francis (22 февраля 2012 г.). «Почему выражение« твердое тело »вместо просто« твердое тело »?» . Доска объявлений StraightDope (Список рассылки). Архивировано 7 декабря 2017 года . Проверено 5 декабря 2017 года .
  4. ^ "Что означает твердое тело по отношению к электронике?" . Как работает материал . InfoSpace Holdings LLC. 2017. Архивировано 7 декабря 2017 года . Проверено 5 декабря 2017 года .
  5. ^ "Твердотельное устройство" . Британская энциклопедия онлайн . Энциклопедия Britannica Inc. 2017. Архивировано 1 августа 2017 года . Проверено 5 декабря 2017 года .
  6. ^ Кампардо, Джованни; Тициани, Федерико; Якуло, Массимо (2011). Память большой емкости . Springer Science and Business Media. п. 85. ISBN 978-3642147524. Архивировано 29 декабря 2017 года.
  7. ^ Пападопулос (2013) Твердотельные электронные устройства: Введение архивация 2017-12-29 в Wayback Machine , стр. 11, 81-83
  8. ^ Мануэль Кастельс (1996). Информационная эпоха: экономика, общество и культура . Оксфорд: Блэквелл. ISBN 978-0631215943. OCLC  43092627 .
  9. ^ "1960 - Металлооксидный полупроводниковый (МОП) транзистор продемонстрирован" . Кремниевый двигатель . Музей истории компьютеров .
  10. ^ Lojek, Бо (2007). История полупроводниковой техники . Springer Science & Business Media . С. 321–3. ISBN 9783540342588.
  11. ^ a b "Кто изобрел транзистор?" . Музей истории компьютеров . 4 декабря 2013 . Проверено 20 июля 2019 .
  12. ^ «Триумф МОП-транзистора» . YouTube . Музей истории компьютеров . 6 августа 2010 . Проверено 21 июля 2019 .
  13. ^ Motoyoshi, М. (2009). «Сквозной кремний (TSV)» (PDF) . Труды IEEE . 97 (1): 43–48. DOI : 10.1109 / JPROC.2008.2007462 . ISSN 0018-9219 . S2CID 29105721 .   
  14. ^ "Черепаха транзисторов выигрывает гонку - революция CHM" . Музей истории компьютеров . Проверено 22 июля 2019 .
  15. ^ "Транзисторы поддерживают закон Мура" . EETimes . 12 декабря 2018 . Проверено 18 июля 2019 .
  16. Перейти ↑ Chan, Yi-Jen (1992). Исследования гетероструктурных полевых транзисторов InAIA / InGaAs и GaInP / GaAs для высокоскоростных приложений . Мичиганский университет . п. 1. Si MOSFET произвел революцию в электронной промышленности и в результате влияет на нашу повседневную жизнь почти всеми мыслимыми способами.
  17. ^ Грант, Дункан Эндрю; Говар, Джон (1989). Силовые МОП-транзисторы: теория и приложения . Вайли . п. 1. ISBN 9780471828679. Полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET) является наиболее часто используемым активным устройством в очень крупномасштабной интеграции цифровых интегральных схем (VLSI). В течение 1970-х годов эти компоненты произвели революцию в электронной обработке сигналов, системах управления и компьютерах.
  18. ^ Golio, Mike; Голио, Джанет (2018). ВЧ и СВЧ пассивные и активные технологии . CRC Press . п. 18-2. ISBN 9781420006728.