низковольтные полевые транзисторы

Экспериментаторы Университета Пердью, шт. Индиана, создали новейшую полупроводниковую технологию, на базе которой в ближайшем будущем можно будет выпускать низковольтные полевые транзисторы с более высокой частотой работы, чем ранее.

Полевые транзисторы 44 имеют важнейший управляющий компонент, именуемый затвором. Подача или отсутствие сигнала на затворе заставляет транзистор проводить ток или перекрыть канал. В существующих полупроводниках, входящих в состав чипов, длина затвора составляет около 15 нм, а имеющаяся ёмкость между ним и прочими элементами устройства накладывает ограничения на скорость срабатывания и максимальную тактовую частоту. 

Поэтому экспериментаторы стремятся сократить физические размеры затвора до технологически доступного предела. Этим снижается его электрическая ёмкость, уменьшается время срабатывания и повышается тактовая частота, на которой прибор может работать. То есть производительность чипов может быть существенно увеличена. Достигается это использованием двумерных нанокристаллов толщиной не более 1 нм. 

Двумерные кристаллы из дисульфида молибдена настолько тонкие, что их толщина даже не учитывается. Слой состоит из 3-х атомов, возвышающихся над плоскостью на 0,7 нм. Новый материал получает уникальные характеристики, когда из плоских нанокристаллов выкладывают слоистую структуру из полутора десятков слоёв толщиной 12 нм.

В настоящее время размеры затворов полевых транзисторов, входящих в состав чипов, снижены до 6 нм, при этом дальнейшее уменьшение этого параметра тормозится технологическими ограничениями. Когда процесс полностью зайдёт в тупик, понадобятся новейшие материалы, которые раскроют новые перспективы в плане повышения быстродействия полупроводников. И таким материалом как раз и может стать сэндвич из плоских кристаллов на основе молибденита.

Пути совершенствования

В силу специфики технических характеристик, полевые транзисторы irf840 нашли широчайшее применение в составе силовых схем электронного оборудования. При малой мощности управления можно контролировать большие токи, обеспечивая при этом максимальную скорость переключения. Это делает полупроводниковые приборы данного типа практически идеальными переключателями.

Большое разнообразие технологических решений позволило использовать низковольтные ПТ в цепях питания офисной техники, планшетов, ноутбуков, компьютеров, электрических инструментов на АКБ. В составе приложений, рассчитанных на напряжение 25-30 V, ПТ ведут себя наилучшим образом. Однако по сей день перед электронщиками стоит проблема преодоления технологического тупика, поскольку кремниевые полупроводниковые приборы фактически достигли предела возможностей. В этом контексте получили развитие такие направления:

• использование альтернативных материалов;
• применение новых подложек;
• совершенствование новейших разновидностей корпусов;
• устранение паразитных характеристик.

Важнейшим компонентом полевого транзистора w26nm50 является продуманный корпус. Идеальное сочетание кристалла и корпуса позволяет довести производительность устройства до возможного технологического максимума. Дальнейшим развитием направления занялись специалисты фирмы IR, создавшие корпус с двусторонним отводом тепла. Контакт корпуса, кристалла и платы способствует эффективному рассеиванию вырабатываемого во время работы тепла и позволяет минимизировать габаритные размеры изделия.

Инновации корпусирования

Электронщики, разрабатывающие силовые каскады, вынуждены согласовывать стремление к максимальной эффективности с размерами готового устройства. В самых разнообразных приложениях используются мощные полевые транзисторы вч, позволяющие гибко выбирать инженерные решения. Приборы, способные работать с высокими токами, помогают уменьшить размеры печатной платы за счёт снижения количества электронных компонентов, снизить итоговую стоимость аппаратуры. Мощные ПТ обладают гораздо большей выносливостью в условиях постоянных нежелательных процессов и повышенных температур. Однако недостатки стандартных корпусов, в которые помещались ПТ, не позволяли выйти на новые рубежи по току.

Последние инновации в этом контексте ярко продемонстрировали, что даже со старыми корпусами мощные полевые транзисторы способны работать с токами до 120 А. Проблему высокой температуры решали по трём направлениям:

1. Снижение нагрева в точке перехода за счёт использования кристаллов с минимальным сопротивлением.
2. Использование внутренних проволочек из материалов с оптимизированным сопротивлением.
3. Улучшение контакта при поверхностном монтаже с использованием специальных флюсов и припоев.