Hej tamo! Kao dobavljač mos uređaja već dugo sam bio u debeli igri poluvodiča. MoS ili metal - oksid - poluvodički uređaji, su svuda u modernom elektroniku. Oni su u našim pametnim telefonima, laptopama i svim vrstama gadgeta. Ali kao i bilo šta, oni imaju svoj pravi udio u nedostatku. Upamo u njih.
1. Osjetljivost na elektrostatički pražnjenje (ESD)
Mos uređaji su super osjetljivi na elektrostatički pražnjenje. Znate kako ponekad dobijete mali šok kada dodirnete metalnu ploču? Pa, taj sitni zap može biti katastrofa za mos uređaju. Sloj tankog oksida u mostilama (metal - oksid - poluvodički polje - efekte tranzistori, zajednički tip mos uređaja) je izuzetno ranjiv. Čak i mali elektrostatički naboj može probiti kroz ovaj oksidni sloj, stvarajući kratki krug.
To znači da tokom proizvodnje, rukovanja i montažnih procesa moramo poduzeti dodatne mjere opreza. Radnici moraju nositi posebnu antičko odjeću i koristiti uzemljene radne stolove. To dodaje puno složenosti i košta proizvodnju. Na primjer, u velikoj mjeri za proizvodnju razmjera troškovi provođenja mjera zaštite ESD-a mogu biti značajan dio cjelokupnog proizvodnog budžeta. A ako je uređaj oštećen ESD-om tokom otpreme ili rukovanja, gubitak je za i za američke dobavljače i kupce.
2. Ograničena sposobnost rukovanja napajanjem snage
Drugi veliki nedostatak MOS uređaja je njihova ograničena snaga - kapacitet rukovanja. U usporedbi s nekim drugim vrstama poluvodičkih uređaja poput bipolarne tranzistore za spajanje (BJTS), MOSFET-ovi se ne mogu nositi s toliko snage. Kad pokušamo gurnuti previše snage putem mos uređaja, može se pregrijati.
Toplina je neprijatelj mos uređaja. Kako temperatura raste, performanse uređaja degradira. Mobilnost prevoznika naboja se smanjuje, što znači da uređaj postane sporiji. A ako temperatura postane previsoka, može čak uzrokovati trajnu oštećenje uređaja. Za visoke - aplikacije za napajanje kao što su napajanje u industrijskoj opremi ili električnim vozilima, često moramo koristiti više mos uređaja paralelno za rukovanje potrebnom snagom. To ne samo povećava troškove, već i zauzima još prostora na ploči.
3. Struja curenja
Struja curenja je trajan problem sa mos uređajima. Čak i kada bi uređaj trebao biti u isključivanju - stanje, još uvijek postoji mala količina struje koja prolazi kroz njega. Ova struja curenja može izgledati beznačajnim na prvi pogled, ali u velikim - integrirani krugovi sa milionima ili čak milijardu mos tranzistora, može brzo dodati.
U bateriji - napajani uređaji poput pametnih telefona i pametnih putovanja, struja curenja je glavna briga. Izvodi bateriju čak i kada je uređaj u stanju pripravnosti. Na primjer, moderan pametni telefon može imati vremena pripravnosti koje je mnogo kraće nego što se očekuje zbog kumulativnog učinka curenja struje iz svih mos uređaja na njegovoj ploči. I dok nastavljamo da se smanjimo veličine MOS uređaja za povećanje gustoće integracije, trenutni problem curenja postaje još izraženiji.
4. Varijacija napona praga
Prag napona mos uređaja je napon na kojem uređaj počinje voditi struju. Međutim, ovaj prag napon može varirati od uređaja na uređaj. Postoji nekoliko faktora koji mogu prouzrokovati ovu varijaciju, poput varijacija proizvodnje, promjene temperature i starenja.
Ova varijacija u pragu napon može dovesti do nedosljednih performansi MOS uređaja. U digitalnom krugu, na primjer, ako je prag napona nekih tranzistora previsok ili prenizak, može prouzrokovati logičke greške. Dizajneri moraju računati za ovu varijaciju tokom procesa dizajna kruga, koji dodaje složenost i ograničava performanse cjelokupnog kruga. Takođe otežava postizanje visokog - preciznih analognih krugova pomoću MOS uređaja.
5. Zračna osjetljivost
Mos uređaji su prilično osjetljivi na zračenje. Zračenje, poput kosmičkih zraka ili zračenja iz nuklearnih izvora, može stvoriti elektron - rupe parove u poluvodičkim materijalima mos uređaja. Ovi dodatni prevoznici mogu promijeniti električne karakteristike uređaja, što dovodi do kvara.
U svemirskim aplikacijama ili nuklearnim elektranama, ova osetljivost na zračenje je veliko pitanje. Za satelite i druge prostore - zasnovane na elektroniku, poseban štitnik mora se koristiti za zaštitu MOS uređaja iz zračenja. Ovaj štitnik dodaje težinu i troška na cjelokupni sistem. Pa čak i sa zaštitom, još uvijek postoji rizik od zračenja - izazvane neuspjehe s vremenom.
6. Visoki troškovi napredne proizvodnje
Dok nastojimo uspostaviti mos uređaje manjim i snažnijim, troškovi proizvodnje je ubrzao. Napredni procesi proizvodnje, poput onih koji se koriste za proizvodnju 7 - nanometra ili čak manji mostići, zahtijevaju izuzetno skupu opremu i objekte za čistoću.
Troškovi istraživanja i razvoja povezani sa ovim naprednim procesima su takođe ogromni. Moramo uložiti puno novca u razvoj novih materijala, tehnika proizvodnje i metoda dizajna. Svi ovi troškovi u konačnici su prenosni kupcima, čineći konačne proizvode skuplje. Na primjer, najnoviji visoki pametni telefoni sa naprednimOD mos - zasnovanim procesorima mnogo su skuplji od starijih modela, dijelom zbog visokih troškova proizvodnje MOS uređaja.
Srodni proizvodi i rješenja
Dok mos uređaji imaju svoje nedostatke, postoje i drugi proizvodi na tržištu koji mogu nadopuniti ili ponuditi alternative u određenim aplikacijama. Na primjer,Zid kvascaIma različite aplikacije u industriji zdravstvene proizvode. Iako nije direktno povezan sa mos uređajima, pokazuje raznolikost proizvoda dostupnih u različitim poljima. Slično,Prah kvasca obogaćen seleniPrašak proteina kvascasu takođe zanimljivi proizvodi na tržištu zdravlja - srodnih sirovina.
Zaključak
Uprkos tim ugroženjima, MOS se uređaji još uvijek široko koriste zbog njihovih mnogih prednosti kao što su visoka impedancija ulazne impedancije, male potrošnje energije u normalnom radu i jednostavnost integracije. U našoj kompaniji stalno radimo na načinima za ublažavanje ovih nedostataka. Ulažumo u istraživanje za razvoj novih materijala i proizvodnih procesa koji mogu smanjiti osetljivost ESD-a, povećati kapacitet snage - za rukovanje i minimiziranje struje curenja.
Ako ste na tržištu za mos uređaje i želite saznati više o tome kako možemo riješiti ove nedostatke u našim proizvodima ili ako imate posebne zahtjeve za svoje aplikacije, ne ustručavajte se da se obratite. Ovdje smo da imamo detaljnu raspravu i pronašli najbolja rješenja za vas.
Reference
- Neamen, DA (2019). Poluprovodnička fizika i uređaji: osnovni principi. McGraw - Hill Education.
- Streetman, BG, & Banerjee, SK (2015). Solidni državni elektronički uređaji. Pearson.
