Полупроводниковые приборы
Полупроводниковые приборы – это класс электронных приборов, которые изготавливаются на основе полупроводников.
Полупроводник – это материал, который занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками по удельной проводимости, и отличается от проводников сильной зависимостью удельной проводимости от температуры, концентрации примесей, а также воздействия различных излучений.
К полупроводниковым приборам относятся:
- Датчики Холла.
- Терморезисторы.
- Приборы с зарядовой связью.
- Интегральные схемы.
- Транзисторы.
- Тиристоры.
- Фототиристоры.
- Полупроводниковые СВЧ-приборы.
- Оптоэлектронные приборы.
- Полупроводниковые диоды.
История развития полупроводниковой электроники
В истории развития полупроводниковой электроники можно выделить следующие значимые события и даты:
- 1947 год. В 1947 году был создан первый транзистор американскими учеными Бардин, Школи и Бреттейном. Данное открытие стало началом полупроводниковой эры, которое подарило большое количество типов транзисторов, диодов и интегральных схем.
- 1948-1950 годы. В 1946 году физик Лошкарев открыл биполярную диффузию неравновесных носителей электрического тока в полупроводниках. Красиловым были разработаны диоды для радиолокационных станций. В Советском Союзе была опубликована статья Красилова и Мадояна о кристаллических диодах. Также образцы германиевых транзисторов были разработаны Калашниковым, Тучкевичем, Вавиловым и другим учеными.
- 1955 год. Шокли основал компанию Shockley Semiconductor, в которой молодые ученые занимались разработкой германиевых и кремниевых транзисторов.
- 1956 год. Шокли, Бардин и Браттейн получили Нобелевскую премию за исследование полупроводников и открытие транзисторного эффекта.
- 1957 год. Группа ученых приступила к разработке технологии массового изготовления кремниевых транзисторов по методу двойной диффузии и химического травления.
- 1958 год. К данному времени разработками полупроводников независимо занимались несколько компаний. Килби и Нойс разработали почти идентичную модель интегральной схемы. Главное отличие - Килби использовал германий, а Нойс кремний.
- 1959 год. В этом году Килби и Нойс отдельно друг от друга получили патенты на свои изобретения, что ознаменовало начало противостояния двух компаний, закончившееся созданием совместной лицензии на производство чипов.
- 60-е годы. Компания Fairchild Semiconductor Corporation запустила чипы в свободную продажу. Такие чипы стали сразу использоваться в производстве калькуляторов и компьютеров, заменив транзисторы, что способствовало увеличению производительности и уменьшению размеров. В 60-е год было основано много компаний, в 1961 году Ameclo, из которой выросли Maxim, Intersil и другие. В 1968 годы Нойсом и Муром была основана компания Intel. В 1963 году в Советском Союзе был создан центр микроэлектроники. Здесь Щиголем был разработан планарный транзистор, а также его бескорпусный аналог. В 1964 году на заводе «Ангстрем» была создана первая интегральная схема «Тропа». В 1966 году в НИИ «Пульсар» начал свою работу первый экспериментальный цех по производству планарных интегральных схем.
- 70-е годы. Данное десятилетие отметилось ростом рынка электронных компонентов. Строились заводы по производству микросхем. Номенклатура полупроводников расширялась, появились диоды, высокочастотные транзисторы, цифровые и аналоговые микросхемы, тиристоры. В 1973 году были созданы интегральные схемы для наручных часов со степенью интеграции 1500 транзисторов на кристалл. Данный этап отмечен таким знаковым событием, как появление инструментов автоматизации.
- 80-е годы. Под руководством Кэмпбелла была создана первая 64К EEPROM с единственным напряжением питания +5. На заводе «Микрон» была изготовлена 100 000 000 интегральная микросхема. В 1983 году в НИИМЭ был организован выпуск базовых матричных кристаллов. В 1984 году был разработан первый персональный компьютер в Советском Союзе.
- 90-е годы. Данное десятилетие характеризуется наращиванием объемов производства полупроводников, происходит большая интеграция микросхем.
- 2000-е годы. Алферов был удостоен Нобелевской премии за основополагающие работы в области коммуникационных и информационных технологий. В настоящее время особое внимание уделяется микроминиатюризации полупроводниковых приборов. В 2006 году был создан транзистор из одиночной молекулы углерода, а в компании IBM создали полнофункциональную интегральную схему, основой которой является углеродная нанотрубка.