芯片为什么不能做成立体的?如球体,立方体等?

芯片为什么不能做成立体的?如球体,立方体等?,第1张

题主的这个问题的确是我们通常会忽略的。芯片作为自动数据处理设备,包括服务器、计算机、手机等等产品的“大脑”,它的性能决定了设备处理数据的效率,直接影响着设备工作能力的强弱。在美国制裁华为事件发生后,几乎一夜之间,全 社会 的目光都聚焦 在了芯片上,什么7纳米,10纳米技术,ARM架构,等等。芯片为越来越多的人所熟悉,人们看到了电路板中央那个薄薄的小四方块。

对于芯片的外形特点,可以肯定的是没有绝对的0厚度,所以芯片都有一定的厚度,因此严格来讲,所有芯片都是立体的。至于为什么不把芯片做成球体,立方体等呢?这要从芯片本身和芯片所应用的安装环境说起。

首先,芯片是半导体技术发展的必然结果。我们都知道,老式的电子设备里都是各种大小不一的“灯泡”,这些“灯泡”就是电子管,它的特点是体积大,发热高,效率低。随着半导体技术的发展,晶体管出现了,它完美取代了电子管,使得电子设备的体积大大缩小,工作效率大大提高。到了大规模集成电路时代,晶体管也被缩小成几乎肉眼都不可清晰辨识的大小,然后将成千上万个晶体管,集中布置在指甲盖大小的电路板上,这就是芯片的基本构成。它的出现使得设备运算的速度得到了质的飞跃,大大推动了计算机技术的发展。从设计,生产和使用的便利性上来讲,平面布局是最优化、最经济的集成方式,便于生产制造和使用。

其次,任何电子设备的设计目标之一就是小、轻、便,因此最大化的将产品做小、做薄是设计和制造流程的重要组成部分。“平面化”的芯片集合平面化布局的电路,就是最大限度的实现了薄和小的目标,再经过合理的工业设计,让产品的体积实现最优。如果芯片做成球体或者立方体等,那么无疑会大大增加厚度,为了将电路装进产品中,产品设计也必然要扩大体积,这显然不符合人们对轻、小、便的要求。

不过,得益于芯片技术的巨大发展,也出现了“立体”芯片。从内部看,它是多层的碳纳米管层构,逻辑片层之间是储芯片层,就和三明治一样,这种多层的逻辑结构提高了芯片的运算效率,降低了发热。然而,只有头发直径二十亿分之一的碳纳米管,无论他们怎样的多层排列,芯片的外形和厚度还是和现在芯片的一样,厚度依然非常薄,即使是"立体“的,它的外形还是那种小小的,薄薄的四方块。

现在很多的固态硬盘,64层,96层,它真是立体的。很多年前intel的处理器就是多层的。

手机处理器和存储芯片是独立的芯片,但是能在电路板上上下两层重叠焊在一起,也是立体的另一种形式

怎么作都行,前题是你能不能做出来

1.为什么要四方?因为规则有利于定位排线,方便生产制作;2.为什么要控制厚度,因为手机的主板空间允许芯片横向发展,不允许纵向发展。3.扁平在电路板上的焊接牢固,球形芯片受力容易松脱。

芯片是立体的啰,只是你感觉不到而已。

这就跟你手机屏幕没做在侧边是一个道理

首先是散热问题,太厚了都会影响散热,再就是电磁干扰问题。

1.晶体管的结构晶体管内部由两pn结构成,其三个电极分别为集电极(用字母c或c表示),基极(用字母b或b表示)和发射极(用字母e或e表示)。根据结构不同,晶体管可分为pnp型和npn型两类。

2.三极管各个电极的作用及电流分配晶体管三个电极的电极的作用如下:发射极(e极)用来发射电子;基极(b极)用来控制e极发射电子的数量;集电极(c极)用业收集电子。晶体管的发射极电流ie与基极电流ib、集电极电流ic之间的关系如下:ie=ib+ic

3.晶体管的工作条件晶体管属于电流控制型半导体器件,其放大特性主要是指电流放大能力。所谓放大,是指当晶体管的基极电流发生变化时,其集电极电流将发生更大的变化或在晶体管具备了工作条件后,若从基极加入一个较小的信号,则其集电极将会输出一个较大的信号。晶体管的基本工作条件是发射结(b、e极之间)要加上较低的正向电压(即正向偏置电压),集电结(b、c极之间)要加上较高的反向电压(即反向偏置电压)。晶体管各极所加电压的极性见图5-5。晶体管发射结的正向偏置电压约等于pn结电压,即硅管为0.6~0.7v,锗管为0.2~0.3v。集电结的反向偏置电压视具体型号而定。

4.晶体管的工作状态晶体管有截止、导通和饱和三种状态。在晶体管不具备工作条件时,它处截止状态,内阻很大,各极电流几乎为0。当晶体管的发射结加下合适的正向偏置电压、集电结加上反向偏置电压时,晶体管导通,其内阻变小,各电极均有工作电流产生(ie=ib+ic)。适当增大其发射结的正向偏置电压、使基极电流ib增大时,集电极电流ic和发射极电流ie也会随之增大。当晶体管发射结的正向偏置电压增大至一定值(硅管等于或略高于0.7v,锗管等于或略高于0.3v0时,晶体管将从导通放大状态进入饱和状态,此时集电极电流ic将处于较大的恒定状态,且已不受基极电流ib控制。晶体管的导通内阻很小(相当于开关被接通),集电极与发射极之间的电压低于发射结电压,集电结也由反偏状态变为正偏状态。

能实现通、断变换半导体有如三极管,MOSFET,SSR等,它们的导通特性基本相同:如MOSFET 金属-氧化层半导体场效晶体管,简称金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor, MOSFET)

导通的意思是作为开关,相当于开关闭合。

NMOS的特性,Vgs大于一定的值就会导通,适合用于源极接地时的情况(低端驱动),只要栅极电压达到4V或10V就可以了。

PMOS的特性,Vgs小于一定的值就会导通,使用与源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是,虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动,但由于导通电阻大,价格贵,替换种类少等原因,在高端驱动中,通常还是使用NMOS。

个NMOS晶体管的立体截面图左图是一个N型 MOSFET(以下简称NMOS)的截面图。如前所述,MOSFET的核心是位于中央的MOS电容,而左右两侧则是它的源极与漏极。源极与漏极的特性必须同为N型(即NMOS)或是同为P型(即PMOS)。右图NMOS的源极与漏极上标示的“N+”代表著两个意义:⑴N代表掺杂(doped)在源极与漏极区域的杂质极性为N;⑵“+”代表这个区域为高掺杂浓度区域(heavily doped region),也就是此区的电子浓度远高于其他区域。在源极与漏极之间被一个极性相反的区域隔开,也就是所谓的基极(或称基体)区域。如果是NMOS,那么其基体区的掺杂就是P型。反之对PMOS而言,基体应该是N型,而源极与漏极则为P型(而且是重(读作zhong)掺杂的P+)。基体的掺杂浓度不需要如源极或漏极那么高,故在右图中没有“+”。

对这个NMOS而言,真正用来作为通道、让载流子通过的只有MOS电容正下方半导体的表面区域。当一个正电压施加在栅极上,带负电的电子就会被吸引至表面,形成通道,让N型半导体的多数载流子—电子可以从源极流向漏极。如果这个电压被移除,或是放上一个负电压,那么通道就无法形成,载流子也无法在源极与漏极之间流动。

假设 *** 作的对象换成PMOS,那么源极与漏极为P型、基体则是N型。在PMOS的栅极上施加负电压,则半导体上的空穴会被吸引到表面形成通道,半导体的多数载流子—空穴则可以从源极流向漏极。假设这个负电压被移除,或是加上正电压,那么通道无法形成,一样无法让载流子在源极和漏极间流动。

特别要说明的是,源极在MOSFET里的意思是“提供多数载流子的来源”。对NMOS而言,多数载流子是电子;对PMOS而言,多数载流子是空穴。相对的,漏极就是接受多数载流子的端点。


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