BiCMOS - BiCMOS
Bipolaarinen CMOS ( BiCMOS ) on puolijohdetekniikka, joka integroi kaksi aiemmin erillistä puolijohdetekniikkaa, kaksisuuntaisen liitostransistorin ja CMOS - portin (täydentävä metallioksidi-puolijohde ) tekniikat yhteen integroidun piirin laitteeseen.
Bipolaarisia tarjota nopea, suuri vahvistus, ja alhainen tuotanto vastus , jotka ovat erinomaisia ominaisuuksia korkean taajuuden analoginen vahvistimet , kun taas CMOS-teknologia tarjoaa korkean tuloresistanssi ja on erinomainen rakentaa yksinkertainen, alhaisen tehon loogisia portteja . Niin kauan kuin tuotannossa on ollut olemassa kahden tyyppisiä transistoreita, erillisiä komponentteja käyttävien piirien suunnittelijat ovat ymmärtäneet näiden kahden tekniikan integroinnin edut; integroidun piirin puuttuessa tämän vapaamuotoisen suunnittelun käyttö rajoittui kuitenkin melko yksinkertaisiin piireihin. Erillisiä piirejä satoja tai tuhansia transistorit nopeasti laajentaa miehittää satoja tai tuhansia neliösenttimetriä piirilevyn alue, ja erittäin nopeiden piirejä, kuten ne, joita käytetään nykyaikaisen digitaalisen tietokoneen, välistä etäisyyttä transistorit (ja vähintään kapasitanssi on niiden väliset kytkennät) tekee myös halutut nopeudet täysin saavuttamattomiksi, joten jos näitä malleja ei voida rakentaa integroituina piireinä, niitä ei yksinkertaisesti voida rakentaa.
Tätä tekniikkaa on käytetty vahvistimissa ja analogisissa virranhallintapiireissä , ja sillä on joitain etuja digitaalisessa logiikassa. BiCMOS-piirit käyttävät kunkin transistorityypin ominaisuuksia parhaiten. Yleensä tämä tarkoittaa, että suurvirtaiset piirit käyttävät metallioksidi-puolijohde-kenttätransistoreita (MOSFET) tehokkaaseen ohjaukseen ja erikoistuneiden erittäin suuritehoisten piirien osat käyttävät kaksisuuntaisia laitteita. Esimerkkejä tästä ovat radiotaajuus (RF) oskillaattorit, bandgap -pohjaisen viittaukset ja hiljainen piirejä.
Pentium , Pentium Pro ja SuperSPARC mikroprosessorit käytetään myös BiCMOS.
Haitat
Esimerkiksi monet CMOS-valmistuksen edut eivät siirry suoraan BiCMOS-valmistukseen. Luontainen vaikeus johtuu siitä, että sekä prosessin BJT- että MOS-komponenttien optimointi on mahdotonta lisäämättä useita ylimääräisiä valmistusvaiheita ja siten lisäämällä prosessin kustannuksia. Lopuksi, korkean suorituskyvyn logiikan alueella BiCMOS ei ehkä koskaan tarjoa yksinomaan CMOS: n (suhteellisen) vähäistä virrankulutusta, johtuen suuremmasta valmiustilan vuotovirrasta.
Historia
Heinäkuussa 1968 Hung-Chang Lin ja Ramachandra R. Iyer esittivät Westinghouse Electric Corporationissa integroidun kaksisuuntaisen MOS (BiMOS) -vahvistimen , jossa yhdistyvät bipolaarisen liitostransistorin (BJT) ja metallioksidi-puolijohdetekniikan (MOS) tekniikat . Lin ja Iyer demonstroivat myöhemmin CT Ho: n kanssa ensimmäisen BiCMOS- integroidun piirin , jossa yhdistyvät BJT ja täydentävät MOS (CMOS) -tekniikat yhdellä integroidulla piirillä Westinghousessa lokakuussa 1968. Vuonna 1984 BiCMOS -laajamittainen integraatio (LSI) osoitettiin jonka Hitachi tutkimus johtama H. Higuchi, Goro Kitsukawa ja Takahide Ikeda.
1990-luvulla modernit integroitujen piirien valmistustekniikat alkoivat tehdä kaupallisesta BiCMOS-tekniikasta todellisuutta. Tätä tekniikkaa löydettiin nopeasti vahvistimista ja analogisista virranhallintapiireistä .
Tyyppi BiCMOS tekniikka on kaksisuuntainen-CMOS-DMOS (BCD) -tekniikkaa, joka yhdistää BiCMOS kanssa DMOS (double-leviää MOS), tyyppi teho MOSFET tekniikkaa. BCD tekniikka yhdistää kolme puolijohdelaitteen valmistuksen prosesseja on valta IC (teho integroitu piiri ) siru: kaksisuuntainen tarkkaan analoginen toimintoja, CMOS digitaalisen suunnittelun, ja DMOS varten tehoelektroniikan ja suurjännite- elementtejä. Sen on kehittänyt ST Microelectronics 1980-luvun puolivälissä. BCD: tä on kahta tyyppiä: suurjännitteinen BCD ja tiheä BCD. Niillä on laaja valikoima sovelluksia, kuten lääketieteen elektroniikkaan , autojen turvallisuuteen ja äänitekniikkaan käytettävää pii-eriste-eristintä (SOI) BCD: tä .