Нови и оригинални TPA3116D2DADR Електронски компоненти на интегрирано коло IC чипови

Во раните денови на полупроводничкиот чип, силиконот не беше главниот лик, германиумот беше.Првиот транзистор беше транзистор базиран на германиум, а првиот чип со интегрирано коло беше чип од германиум.
Првиот транзистор бил измислен од Бардин и Братон, кои го измислиле биполарниот транзистор (BJT).Првата P/N спојна диода беше измислена од Шокли и, веднаш, овој тип на спој дизајниран од Шокли стана стандардна структура за BJT и е во употреба денес.Тројцата од нив ја добија и Нобеловата награда за физика таа година во 1956 година.
Транзистор едноставно може да се разбере како минијатурен прекинувач.Во зависност од својствата на полупроводникот, полупроводник од N-тип може да се формира со допинг на полупроводникот со фосфор и полупроводник од типот P со бор.Комбинацијата на полупроводници од N-тип и P-тип го формира PN спојот, важна структура во електронските чипови;ова овозможува извршување на специфични логички операции (како со-порти, или-порти, не-порти, итн.)
Германиумот, сепак, има некои многу тешки проблеми, како што се многуте дефекти на интерфејсот во полупроводникот, слабата топлинска стабилност и недостатокот на густи оксиди.Покрај тоа, германиумот е редок елемент, со само 7 делови на милион во земјината кора, а рудите на германиум се исто така многу расфрлани.Поради тоа што германиумот е многу редок и неконцентриран, цената на суровините за германиум останува висока;работите се ретки, а високата цена на суровините ги прави транзисторите од германиум не поевтини, па затоа е тешко да се произведат транзистори од германиум во голем обем.

Затоа, истражувачите скокнаа на ниво и го погледнаа елементот силикон.Може да се каже дека сите вродени недостатоци на германиумот се вродени предности на силиконот.

Силиконот е вториот најзастапен елемент по кислородот, но во основа не можете да најдете силиконски мономери во природата;неговите најчести соединенија се силика и силикати.Од нив, силициум диоксид е пак една од главните компоненти на песокот.Покрај тоа, соединенијата како што се фелдспат, гранит и кварц се базираат на силициум-кислородни соединенија.

Силиконот е термички стабилен, има густ оксид со висока диелектрична константа и лесно може да се подготви со интерфејс од силициум-силициум оксид со многу малку дефекти на меѓусебните површини.

Силициум оксидот е нерастворлив во вода (германиум оксидот е растворлив во вода) и нерастворлив во повеќето киселини, што едноставно е совршено совпаѓање со техниката на печатење со корозија што се користи за печатени кола.Производот на оваа комбинација е рамниот процес за интегрирани кола што продолжува до ден-денес.
Колони од силиконски кристали

Силиконско патување до врвот
Неуспешен потфат: Се вели дека Шокли видел огромна пазарна можност во време кога никој сè уште не успеал да направи силиконски транзистор;затоа ја напушти Bell Labs во 1956 година за да основа своја компанија во Калифорнија.За жал, Шокли не беше добар претприемач и неговиот бизнис менаџмент беше глупава задача во споредба со неговите академски вештини.Така, самиот Шокли не ја исполни амбицијата да го замени германиумот со силициум, а сцената до крајот на неговиот живот беше подиумот на Универзитетот Стенфорд.Една година по неговото основање, осумте талентирани млади луѓе кои тој ги регрутираше масовно пребегнаа од него и токму „осумте предавници“ требаше да ја завршат амбицијата да го заменат германиумот со силициум.

Подемот на силиконскиот транзистор

Пред Осумте отпадници да го основаат Fairchild Semiconductor, германиумските транзистори беа доминантен пазар за транзистори, со речиси 30 милиони транзистори произведени во САД во 1957 година, само еден милион силиконски транзистори и речиси 29 милиони транзистори од германиум.Со пазарен удел од 20%, Texas Instruments стана гигант на пазарот на транзистори.
Осум отпадници и Ферчајлд полупроводник

Најголемите клиенти на пазарот, американската влада и војската, сакаат да ги користат чиповите во голем број во ракети и проектили, зголемувајќи го вредниот товар за лансирање и подобрување на доверливоста на контролните терминали.Но, транзисторите ќе се соочат и со тешки работни услови предизвикани од високите температури и насилните вибрации.

Германиум е првиот што губи кога станува збор за температурата: германиумските транзистори можат да издржат температури од само 80°C, додека барањата на војската се за стабилна работа дури и на 200°C.Само силиконски транзистори можат да ја издржат оваа температура.
Традиционалниот силиконски транзистор

Ферчајлд го измислил процесот на правење силиконски транзистори, правејќи ги едноставни и ефикасни како печатени книги и многу поевтини од транзисторите од германиум во однос на цената.Процесот на Fairchild за правење силиконски транзистори е груб како што следува.

Прво, распоредот се црта рачно, понекогаш толку голем што зафаќа ѕид, а потоа цртежот се фотографира и се сведува на мал проѕирен лист, често со две ленти од три листови, од кои секоја претставува слој на кола.

Второ, слој од материјал осетлив на светлина се нанесува на исечената и полираната мазна силиконска обланда, а УВ/ласерот се користи за заштита на шемата на колото од трансилуминацискиот лист на силиконската обланда.

Трето, областите и линиите во темниот дел од листот за трансилуминација оставаат неизложени обрасци на силиконската обланда;овие неизложени обрасци се чистат со киселински раствор и или се додаваат полупроводнички нечистотии (техника на дифузија) или се обложуваат метални проводници.

Четврто, повторувајќи ги трите чекори погоре за секоја проѕирна нафора, може да се добијат голем број транзистори на силиконски наполитанки, кои работничките ги сечат под микроскоп, а потоа се поврзуваат со жици, потоа се пакуваат, тестираат и продаваат.

Со силиконските транзистори достапни во големи количини, осумте одметнати основачи на Ферчајлд беа меѓу компаниите кои можеа да застанат покрај гигантите како Тексас Инструментс.

Важниот притисок - Интел
Тоа беше последователниот изум на интегрираното коло што ја сумираше доминацијата на германиум.Во тоа време, имаше две технолошки линии, една за интегрирани кола на германиумски чипови од Texas Instruments и една за интегрирани кола на силиконски чипови од Fairchild.Најпрво двете компании имаа жесток спор околу сопственоста на патентите на интегрираните кола, но подоцна Заводот за патенти ја призна сопственоста на патентите на интегрираните кола на двете компании.
Меѓутоа, бидејќи процесот на Ферчајлд беше понапреден, тој стана стандард за интегрираните кола и продолжува да се користи денес.Подоцна, Нојс, пронаоѓачот на интегрираното коло, и Мур, пронаоѓачот на Муровиот закон, го напуштија Centron Semiconductor, кои, патем, и двајцата беа членови на „Осумте предавници“.Заедно со Grove, тие го создадоа она што сега е најголемата светска компанија за полупроводнички чипови, Интел.
Тројцата основачи на Интел, од лево: Гроув, Нојс и Мур

Во следните случувања, Интел турна силиконски чипови.Ги победи гигантите како Texas Instruments, Motorola и IBM и стана крал на секторот за складирање на полупроводници и процесори.

Како што Интел стана доминантен играч во индустријата, силиконот исто така стави крај на германиумот, а некогашната долина Санта Клара беше преименувана во „Силиконската долина“.Оттогаш, силиконските чипови станаа еквивалент на полупроводнички чипови во перцепцијата на јавноста.

Германиумот, сепак, има некои многу тешки проблеми за решавање, како што се многуте дефекти на полупроводниците, слабата топлинска стабилност и недостатокот на густи оксиди.Покрај тоа, германиумот е редок елемент, со само 7 делови на милион во земјината кора, а рудите на германиум се исто така многу расфрлани.Поради тоа што германиумот е многу редок и неконцентриран, цената на суровините за германиум останува висока;работите се ретки, а високата цена на суровините ги прави транзисторите од германиум не поевтини, па затоа е тешко да се произведат транзистори од германиум во голем обем.

Затоа, истражувачите скокнаа на ниво и го погледнаа елементот силикон.Може да се каже дека сите вродени слабости на германиумот се вродени сили на силиконот.

Силиконот е вториот најзастапен елемент по кислородот, но во основа не можете да најдете силиконски мономери во природата;неговите најчести соединенија се силика и силикати.Од нив, силициум диоксид е пак една од главните компоненти на песокот.Покрај тоа, соединенијата како што се фелдспат, гранит и кварц се базираат на силициум-кислородни соединенија.

Силиконот е термички стабилен, има густ оксид со висока диелектрична константа и лесно може да се подготви со интерфејс од силициум-силициум оксид со многу малку дефекти на меѓусебните површини.

Силициум оксидот е нерастворлив во вода (германиум оксидот е растворлив во вода) и нерастворлив во повеќето киселини, што едноставно е совршено совпаѓање со техниката на печатење со корозија што се користи за печатени кола.Производот на оваа комбинација е рамниниот процес на интегрирано коло што продолжува до ден-денес.