શું તમે MOSFET ના ઉત્ક્રાંતિ વિશે જાણો છો?

I. પ્રારંભિક વિભાવનાઓ અને સંશોધનો

પ્રસ્તાવિત ખ્યાલ:MOSFET ની શોધ 1830 ના દાયકામાં શોધી શકાય છે, જ્યારે ફિલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો ખ્યાલ જર્મન લિલિનફેલ્ડ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવ્યો હતો. જો કે, આ સમયગાળા દરમિયાનના પ્રયાસો વ્યવહારુ MOSFET સાકાર કરવામાં સફળ થયા ન હતા.

પ્રારંભિક અભ્યાસ:ત્યારબાદ, શૉ ટેકી (શોકલી)ની બેલ લેબ્સ અને અન્યોએ પણ ફિલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્યુબની શોધનો અભ્યાસ કરવાનો પ્રયાસ કર્યો, પરંતુ તે સફળ થવામાં નિષ્ફળ રહી. જો કે, તેમના સંશોધને MOSFET ના પાછળથી વિકાસ માટે પાયો નાખ્યો.

II. MOSFET નો જન્મ અને પ્રારંભિક વિકાસ

મુખ્ય સફળતા:1960 માં, કાહંગ અને અટલાએ સિલિકોન ડાયોક્સાઇડ (SiO2) સાથે બાયપોલર ટ્રાન્ઝિસ્ટરની કામગીરી સુધારવાની પ્રક્રિયામાં આકસ્મિક રીતે MOS ફીલ્ડ ઇફેક્ટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર (ટૂંકમાં MOS ટ્રાન્ઝિસ્ટર) ની શોધ કરી. આ શોધે સંકલિત સર્કિટ મેન્યુફેક્ચરિંગ ઉદ્યોગમાં MOSFETsના ઔપચારિક પ્રવેશને ચિહ્નિત કર્યું.

પ્રદર્શન વૃદ્ધિ:સેમિકન્ડક્ટર પ્રોસેસ ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે, MOSFETs ની કામગીરીમાં સુધારો થતો રહે છે. ઉદાહરણ તરીકે, હાઇ-વોલ્ટેજ પાવર MOS નું ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ 1000V સુધી પહોંચી શકે છે, નીચા ઓન-રેઝિસ્ટન્સ MOS નું પ્રતિકાર મૂલ્ય માત્ર 1 ઓહ્મ છે, અને ઓપરેટિંગ આવર્તન DC થી કેટલાક મેગાહર્ટ્ઝ સુધીની છે.

III. MOSFETs અને તકનીકી નવીનતાની વ્યાપક એપ્લિકેશન

વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે:MOSFET નો ઉપયોગ વિવિધ ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં થાય છે, જેમ કે માઇક્રોપ્રોસેસર્સ, મેમોરી, લોજિક સર્કિટ વગેરે, તેમની ઉત્તમ કામગીરીને કારણે. આધુનિક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં, MOSFET એ અનિવાર્ય ઘટકોમાંનું એક છે.

તકનીકી નવીનતા:ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સીઝ અને ઉચ્ચ પાવર લેવલની જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે, IR એ પ્રથમ પાવર MOSFET વિકસાવ્યું. ત્યારબાદ, ઘણા નવા પ્રકારના પાવર ઉપકરણો દાખલ કરવામાં આવ્યા છે, જેમ કે IGBTs, GTOs, IPMs, વગેરે, અને સંબંધિત ક્ષેત્રોમાં વધુને વધુ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

સામગ્રી નવીનતા:ટેક્નોલોજીની પ્રગતિ સાથે, MOSFETs ના ફેબ્રિકેશન માટે નવી સામગ્રીની શોધ કરવામાં આવી રહી છે; ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) સામગ્રીઓ તેમના શ્રેષ્ઠ ભૌતિક ગુણધર્મોને કારણે ધ્યાન અને સંશોધન મેળવવાનું શરૂ કરી રહી છે. પરંપરાગત Si સામગ્રીની તુલનામાં SiC સામગ્રીઓ ઊંચી થર્મલ વાહકતા અને પ્રતિબંધિત બેન્ડવિડ્થ ધરાવે છે, જે તેમના ઉત્તમ ગુણધર્મોને નિર્ધારિત કરે છે જેમ કે ઉચ્ચ વર્તમાન ઘનતા, ઉચ્ચ ભંગાણ ક્ષેત્ર શક્તિ, અને ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ તાપમાન.

ચોથું, MOSFET ની અદ્યતન ટેકનોલોજી અને વિકાસની દિશા

ડ્યુઅલ ગેટ ટ્રાંઝિસ્ટર:MOSFET ની કામગીરીને વધુ બહેતર બનાવવા માટે ડ્યુઅલ ગેટ ટ્રાન્ઝિસ્ટર બનાવવા માટે વિવિધ તકનીકોનો પ્રયાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે. ડ્યુઅલ ગેટ એમઓએસ ટ્રાન્ઝિસ્ટર સિંગલ ગેટની તુલનામાં વધુ સારી સંકોચનક્ષમતા ધરાવે છે, પરંતુ તેમની સંકોચનક્ષમતા હજુ પણ મર્યાદિત છે.

ટૂંકી ખાઈ અસર:MOSFETs માટે એક મહત્વપૂર્ણ વિકાસ દિશા એ શોર્ટ-ચેનલ અસરની સમસ્યાને હલ કરવાની છે. શોર્ટ-ચેનલ ઇફેક્ટ ઉપકરણની કામગીરીમાં વધુ સુધારણાને મર્યાદિત કરશે, તેથી સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન પ્રદેશોની જંકશનની ઊંડાઈને ઘટાડીને અને મેટલ-સેમિકન્ડક્ટર સંપર્કો સાથે સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન PN જંકશનને બદલીને આ સમસ્યાને દૂર કરવી જરૂરી છે.