BiCMOS - BiCMOS
Bipolární CMOS ( BiCMOS ) je polovodičová technologie, která integruje dvě dříve oddělené polovodičové technologie, bipolární spojovací tranzistor a bránu CMOS (komplementární kov-oxid-polovodič ), do jediného zařízení s integrovaným obvodem .
Bipolární přechodové tranzistory nabízejí vysokou rychlost, vysoký zisk a nízký výstupní odpor , což jsou vynikající vlastnosti pro vysokofrekvenční analogové zesilovače , zatímco technologie CMOS nabízí vysoký vstupní odpor a je vynikající pro konstrukci jednoduchých logických bran s nízkým výkonem . Dokud existují dva typy tranzistorů ve výrobě, designéři obvodů využívajících diskrétní komponenty si uvědomili výhody integrace těchto dvou technologií; avšak bez implementace v integrovaných obvodech bylo použití tohoto volného tvaru omezeno na poměrně jednoduché obvody. Diskrétní obvody stovky nebo tisíce tranzistorů rychle rozšířit zabírat stovky nebo tisíce čtverečních centimetrů spoji oblasti, a pro velmi vysokorychlostních okruzích, jako jsou ty používané v moderních digitálních počítačů, vzdálenost mezi tranzistory (a minimální kapacita z spojení mezi nimi) také činí požadované rychlosti hrubě nedosažitelnými, takže pokud tyto konstrukce nelze postavit jako integrované obvody, jednoduše je nelze postavit.
Tato technologie našla uplatnění v zesilovačích a analogových obvodech pro správu napájení a má některé výhody v digitální logice. Obvody BiCMOS používají charakteristiky každého typu tranzistoru nejvhodněji. Obecně to znamená, že obvody s vysokým proudem používají pro efektivní řízení tranzistory s efektem kovu-oxid-polovodičové pole (MOSFET) a části specializovaných obvodů s velmi vysokým výkonem používají bipolární zařízení. Jako příklady lze uvést vysokofrekvenční (RF) oscilátory, reference založené na pásmu pásma a nízkošumové obvody.
Pentium , Pentium Pro a SuperSPARC mikroprocesory použít i BiCMOS.
Nevýhody
Mnoho výhod například výroby CMOS se nepřenáší přímo na výrobu BiCMOS. Vlastní obtíže vyplývají ze skutečnosti, že optimalizace komponent BJT i MOS procesu je nemožná bez přidání mnoha dalších výrobních kroků a následného zvýšení nákladů procesu. A konečně, v oblasti vysoce výkonné logiky nemusí BiCMOS nikdy nabídnout (relativně) nízkou spotřebu energie samotného CMOS, kvůli potenciálu vyššího únikového proudu v pohotovostním režimu.
Dějiny
V červenci 1968 předvedli Hung-Chang Lin a Ramachandra R. Iyer ve společnosti Westinghouse Electric Corporation integrovaný zvukový zesilovač bipolární-MOS (BiMOS) kombinující bipolární spojovací tranzistor (BJT) a technologie kov-oxid-polovodič (MOS) . Lin a Iyer později v říjnu 1968 ve Westinghouse předvedli společně s CT Ho první integrovaný obvod BiCMOS kombinující technologie BJT a doplňkové technologie MOS (CMOS) na jednom integrovaném obvodu. V roce 1984 byla demonstrována rozsáhlá integrace BiCMOS (LSI). o Hitachi výzkumný tým pod vedením H. Higuchi, Goro Kitsukawa a Takahide Ikeda.
V 90. letech 20. století začaly moderní technologie výroby integrovaných obvodů dělat komerční technologii BiCMOS realitou. Tato technologie rychle našla uplatnění v zesilovačích a analogových obvodech pro správu napájení .
Typem technologie BiCMOS je technologie bipolární CMOS-DMOS (BCD), která kombinuje BiCMOS s DMOS (double-diffused MOS), což je typ výkonové technologie MOSFET . Technologie BCD kombinuje tři procesy výroby polovodičových součástek na výkonovém čipu IC (výkonový integrovaný obvod ): bipolární pro přesné analogové funkce, CMOS pro digitální design a DMOS pro výkonové elektronické a vysokonapěťové prvky. Byl vyvinut společností ST Microelectronics v polovině 80. let. Existují dva typy BCD: vysokonapěťový BCD a BCD s vysokou hustotou. Mají širokou škálu aplikací, jako je například BCD na bázi křemíku na izolátoru (SOI) používaný v lékařské elektronice , automobilové bezpečnosti a zvukové technologii .