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首款实现太赫级振荡频率(fmax)的InP基晶体管面世

2008年01月08日 15:42:00 中国传动网

日前在华盛顿举行的国际电子器件大会(IEDM)上,美国合瑞士的一些研究团队制备的InP基射频和数字器件其工作速度接近1个太赫(THz)。这些从事HEMT和HBT设计的团队公布了最近的进展,Northrop Grumman的Richard Lai报道了首款振荡频率(fmax)为太赫级的晶体管,事实上该InP基PHEMT器件的频率达到1.2THz,这是个里程碑。Lai及其团队的目标是开发出第一种工作在太赫级的射频放大器。 Lai指出,在一块成品率超过90%的晶片上制备的最新器件,其主要特征包括增强的电子束光刻和一个精确的外延结构。之前的设计采用了一个70nm的栅极结构,它的fmax值是700GHz;但此次新结构中Lai及其同事减薄栅极的厚度至35nm(诗集的栅极厚度在30nm到50nm之间),使得晶体管的频率更快。同样,对伪外延结构也要按比例减小,具体方法是用MBE生长一个InAs/InGaAs复合沟道,以及可减少欧姆接触阻值的高掺杂顶层。 要计算出fmax和截至频率(ft)是一件复杂的事,但可试用许多不同的方法,无论是哪种,Lai指出Northrop Grumman推出的InP HEMT器件其fmax和ft值分别在1THz和450GHz以上。 关于晶体管 晶体管,本名是半导体三极管,是内部含有两个PN结,外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用,应用十分广泛。输入级和输出级都采用晶体管的逻辑电路,叫做晶体管-晶体管逻辑电路,书刊和实用中都简称为TTL电路,它属于半导体集成电路的一种,其中用得最普遍的是TTL与非门。TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上,封装成一个独立的元件.晶体管是半导体三极管中应用最广泛的器件之一,在电路中用“V”或“VT”(旧文字符号为“Q”、“GB”等)表示。 晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一,在重要性方面可以与印刷术,汽车和电话等的发明相提并论。晶体管实际上是所有现代电器的关键活动(active)元件。晶体管在当今社会的重要性主要是因为晶体管可以使用高度自动化的过程进行大规模生产的能力,因而可以不可思议地达到极低的单位成本。 虽然数以百万计的单体晶体管还在使用,绝大多数的晶体管是和二极管|-{A|zh-cn:二极管;zh-tw:二极体}-,电阻,电容一起被装配在微芯片(芯片)上以制造完整的电路。模拟的或数字的或者这两者被集成在同一块芯片上。设计和开发一个复杂芯片的生本是相当高的,但是当分摊到通常百万个生产单位上,每个芯片的价格就是最小的。一个逻辑门包含20个晶体管,而2005年一个高级的微处理器使用的晶体管数量达2.89亿个。 晶体管的低成本,灵活性和可靠性使得其成为非机械任务的通用器件,例如数字计算。在控制电器和机械方面,晶体管电路也正在取代电机设备,因为它通常是更便宜,更有效地仅仅使用标准集成电路并编写计算机程序来完成同样的机械任务,使用电子控制,而不是设计一个等效的机械控制。 因为晶体管的低成本和后来的电子计算机,数字化信息的浪潮来到了。由于计算机提供快速的查找、分类和处理数字信息的能力,在-{A|zh-cn:信息;zh-tw:资讯}——{A|zh-cn:数字;zh-tw:数位}-化方面投入了越来越多的精力。今天的许多媒体是通过电子形式发布的,最终通过计算机转化和呈现为模拟形式。受到数字化革命影响的领域包括电视,广播和报纸。

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