半导体
半导体的定义在这里就不说了,只说如果石油是工业的粮食,那么半导体当之无愧就是集成电路的粮食。
二极管、三极管、CMOS管就是常见的半导体:
下面我们开始进入正题
MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET),可以被制造成增强型或耗尽型,P沟道或N沟道共4种类型,但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管型号和增强型的P沟道MOS管型号,所以通常提到NMOS,或者PMOS指的就是这两种。
因为mos管电路制造工艺比较简单、成品率较高、功耗低、组成的逻辑电路比较简单,集成度高、抗干扰能力强,所以特别适合于大规模集成电路。
从芯片集成度上看mos管沟道长度的意义
mos管的体积可以说是决定了IC芯片的集成度,显然沟道的长度就是影响mos管体积的重要因素,现在集成电路的功能越发复杂,这就要求在芯片上能够集成更多的电路,这使得芯片的沟道越来越小,现在炒的最火的就是所谓的7ns芯片,在这里7ns就是说的沟道长度。
那么就有人会说,再做的比7ns更小呗!这就要说到芯片工艺中的光刻,相信大家以前应该看到过光刻机这个词吧!这个东西的精度决定了你能做到的沟道长度,这个技术是很难突破的,并且最重要的是这种重要的技术存在技术封锁。想一想我自己用7ns的光刻机、卖给你的只有10ns甚至更差的光刻机,这就是当下我们国家半导体行业的困局。
从芯片的频率上来看mos管沟道长度的意义
芯片的频率就是芯片性能最重要的指标之一,频率越快就意味着芯片的计算,存储越快。明显频率不是想设多快就设多快,它是受各种硬件的性能决定的,mos管沟道的长度就是其一。
从FET为例说,理论上GS电压高于一定的值,就可以了。这个很容易做到,但是,在MOS管的结构中可以看到,在GS,GD之间存在寄生电容,而MOS管的驱动,实际上就是对电容的充放电。显然电容的充放电是需要时间的,这个时间就限制了频率的大小,同时这个时间跟mos管的尺寸有关。沟道越小、尺寸越小,频率就可以越快
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