半導體晶體管電路設計須知（一）

　　SuVolta是硅谷的一家小公司，他們提出了另一種方法。他們計劃制造的平板晶體管通道也不摻入雜質(zhì)。但這家公司打算使用價(jià)格低廉的傳統硅晶片，而不必改變晶片的成分，不必制造絕緣硅聯(lián)合會(huì )要求的超薄溝道，他們的過(guò)人之處在于，在溝道的下面增加一個(gè)柵極。兩個(gè)柵極共同作用就能夠控制沒(méi)有添加雜質(zhì)并且厚度不夠小的溝道。就這樣，功能更好而能耗更低的晶體管就產(chǎn)生了，該公司表示，它的能耗減少到只有傳統類(lèi)型的晶體管能耗的一半，而性能上并沒(méi)有損失。SuVolta此舉激起了日本電子巨頭富士通的極大興趣，目前他們已擁有這項技術(shù)的生產(chǎn)許可。

　　還有多少發(fā)展空間

　　所有這些方法都意味著(zhù)摩爾定律至少在未來(lái)幾年內還會(huì )繼續發(fā)揮作用。數百位專(zhuān)家每年都要對半導體國際技術(shù)路線(xiàn)圖進(jìn)行更新。他們預測，標準晶體管的橫向尺寸到2013年將減小到16納米(現在是32納米)，到2015年還將減小到11納米。要想進(jìn)一步縮小就需要一個(gè)概念上的飛躍。有幸的是，已經(jīng)有了幾個(gè)這樣的選擇。

　　一個(gè)最有前景的方法去年已由考林吉帶領(lǐng)的愛(ài)爾蘭廷德?tīng)枃已芯克枥L出來(lái)。他們發(fā)表一篇論文，宣布他們已經(jīng)創(chuàng )造出無(wú)接晶體管。這一方法早在1925年就由一位名叫朱利葉斯?利林菲爾德的物理學(xué)家獲得專(zhuān)利，但直到現在，它的制造依然是個(gè)難題。

　　晶體管連接處的兩面是摻入了導電電子(因為電子帶有負(negative)電荷，因此被稱(chēng)為n型材料)的硅片，而p型區域的晶格中摻入了帶有正電的空穴，這些空穴由電子的游離而產(chǎn)生。還有一些三極管，源極和漏極都是p型，溝道是n型。在其他情況下，情況正好相反。在n型和p型的結合處，硅的作用就像一個(gè)閥門(mén)，防止電流流向相反的方向。

　　然而，晶體管越小，制造PN結的難度就越大，這也是受到了摻入元素濃度波動(dòng)的影響?？剂旨┦康脑O計——類(lèi)似英特爾的三柵極，在一個(gè)單獨的、超薄的硅導線(xiàn)周?chē)h(huán)繞一個(gè)三維柵極——為避免這種情況，整個(gè)晶體管全部采用一種比常規平板晶體管所用的半導體摻入元素濃度更大的半導體來(lái)制造。設計中含有一個(gè)極薄的溝道，就像閥門(mén)一樣，斷路時(shí)載流子(比如，自由電子或空穴)全部消失，通路時(shí)充滿(mǎn)這種載流子。它的尺寸同樣應該可以縮小。廷德?tīng)栄芯吭旱难芯咳藛T去年報告說(shuō)，通過(guò)對這種原子排列的無(wú)接晶體管進(jìn)行計算機模擬顯示他們的運行狀況完好，而且它的柵極長(cháng)度只有3.1納米。

　　這種柵極長(cháng)度會(huì )使摩爾定律在未來(lái)幾年將繼續發(fā)揮作用，此后，摩爾定律要想繼續發(fā)揮作用，就要求有更多的創(chuàng )新思維。比如，大量的學(xué)術(shù)人員和工程人員正在思考，如何制造出這樣一種晶體管，使得量子溝道成為一種特色，而不是一種缺陷。根據量子理論，電子只有在某個(gè)能量級才能獲得，這就意味著(zhù)利用隧穿效應的晶體管可能直接從從弱電流轉至強電流，并且不要預熱時(shí)間。

　　這也許是一個(gè)不錯的想法。晶體管的大小受到單原子大小的局限，在這種情況下，還不知這是否就是工程人員最后一個(gè)即興之舉。當摩爾博士宣布這一定律時(shí)，他本以為定律可能會(huì )在10年內有效。具有不可抗拒力量的人類(lèi)創(chuàng )造力確保摩爾定律的壽命比預想的大大延長(cháng)了，但這種力量現在正面臨著(zhù)原子物理學(xué)難以逾越的障礙。這真是一場(chǎng)引人入勝的競賽。

三、100W電子管擴音機改由晶體管整流供電

　　該機的電源整流電路如下圖a所示。

　　電路由燈絲變壓器B2、次高壓變壓器B1和大高壓變壓器B3供電。

　　開(kāi)機時(shí)，先合上低壓開(kāi)關(guān)Kl，接通燈絲變壓器B2，使整機所有電子管燈絲通電開(kāi)始對陰極進(jìn)行加熱。由于+810V大高壓由兩只汞汽整流管VI、V2(866X2)整流供電，故燈絲必須加熱5分鐘.才能加高壓。

　　加熱5分