बीसीएमओएस: Difference between revisions
No edit summary |
No edit summary |
||
| Line 1: | Line 1: | ||
{{short description|Semiconductor technology}} | {{short description|Semiconductor technology}} | ||
{{redirect-distinguish| | {{redirect-distinguish|बीसीएमओएस|बीसीएमओएस|बिमो बहुविकल्पी}} | ||
द्विध्रुवी [[ट्रांजिस्टर]] उच्च गति, उच्च लाभ और | द्विध्रुवीय सीएमओएस एक [[ अर्धचालक |अर्धचालक]] तकनीक है जो दो सेमीकंडक्टर तकनीकों, को [[ द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर ]]और सीएमओएस[[ तर्क द्वार ]] को एकीकृत परिपथ में एकीकृत करती है।<ref>{{cite thesis |chapter-url=http://www.iue.tuwien.ac.at/phd/puchner/node47_app.html |chapter=5.2 BiCMOS Process Technology |first=H. |last=Puchner |title=वीएलएसआई प्रौद्योगिकी के लिए उन्नत प्रक्रिया मॉडलिंग|year=1996 |type=PhD |publisher=Institut für Mikroelektronik, Technischen Universität Wien |url=http://www.iue.tuwien.ac.at/phd/puchner |id=TUW-101186}}</ref><ref>{{harvnb|Puchner|1996|loc=[http://www.iue.tuwien.ac.at/phd/puchner/node48_app.html 5.2.1 BiCMOS Process Flow]}}</ref> हाल के दिनों में सिलिकॉन-जर्मेनियम जंक्शनों का उपयोग करके उच्च गतिशीलता वाले उपकरणों को सम्मिलित करने के लिए द्विध्रुवी प्रक्रियाओं को बढ़ावा दिया गया है। | ||
द्विध्रुवी [[ट्रांजिस्टर]] प्रति उपकरण के अपेक्षाकृत उच्च गति, उच्च लाभ और उच्च बिजली खपत के साथ न्यूनतम [[आउटपुट प्रतिबाधा]] प्रदान करते हैं, जो न्यूनतम शोर वाले रेडियो आवृत्ति [[एम्पलीफायरों]] सहित उच्च आवृत्ति एनालॉग एम्पलीफायरों के लिए उत्कृष्ट गुण हैं जो केवल कुछ सक्रिय उपकरणों का उपयोग करते हैं, जबकि सीएमओएस प्रौद्योगिकी में उच्च इनपुट प्रतिबाधा प्रदान करती है और बड़ी संख्या में [[विद्युत शक्ति|न्यूनतम शक्ति]] लॉजिक गेट्स के निर्माण के लिए उत्कृष्ट है। बीसीएमओएस प्रक्रिया में [[डोपिंग (सेमीकंडक्टर)|डोपिंग]] प्रोफाइल और अन्य सुविधा प्रक्रिया को या तो सीएमओएस या द्विध्रुवी उपकरणों के पक्ष में झुकाया जा सकता है। उदाहरण के लिए [[GlobalFoundries|ग्लोबल फाउंड्रीज]] एक बुनियादी 180nm बीसीएमओएस7WL प्रक्रिया और कई अन्य बीसीएमओएस प्रक्रियाओं को विभिन्न विधियों से अनुकूलित करती है।<ref>https://www.globalfoundries.com/sites/default/files/sige_hp_pb_2020-0212web.pdf {{Bare URL PDF|date=March 2022}}</ref> इन प्रक्रियाओं में परिशुद्ध प्रतिरोधकों के निक्षेपण के चरण और उच्च Q RF[[ प्रारंभ करनेवाला | प्रेरक और]] ऑन-चिप [[ संधारित्र ]]भी सम्मिलित हैं, जिनकी शुद्ध सीएमओएस लॉजिक प्रारूप में आवश्यकता नहीं है। | |||
बीसीएमओएस का उद्देश्य मिश्रित-सिग्नल आईसी, एकीकृत परिपथ , जैसे की ADCs और एक चिप पर पूर्ण [[सॉफ्टवेयर रेडियो]] सिस्टम है जिसके एम्पलीफायरों, [[एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स]] [[ऊर्जा प्रबंधन]] परिपथ और चिप पर लॉजिक गेट्स की आवश्यकता होती है। डिजिटल इंटरफेस प्रदान करने में बीसीएमओएस के कुछ लाभ हैं। बीसीएमओएस परिपथ प्रत्येक प्रकार के ट्रांजिस्टर की विशेषताओं का सबसे उपयुक्त रूप से उपयोग करता हैं। सामान्यतः इसका अर्थ है कि चिप पावर रेगुलेटर जैसे उच्च वर्तमान परिपथ कुशल नियंत्रण के लिए मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (MOSFETs) का उपयोग करते हैं, और 'सी ऑफ लॉजिक' पारंपरिक सीएमओएस संरचनाओं का उपयोग करते हैं, जबकि विशेष उच्च प्रदर्शन वाले परिपथ के वे हिस्से जैसे एमिटर-युग्मित लॉजिक डिवाइडर और अल्परव एम्पलीफायर द्विध्रुवी उपकरणों का उपयोग करते हैं। उदाहरणों में RF ऑसिलेटर्स, [[ ऊर्जा अंतराल ]]आधारित संदर्भ और अल्परव परिपथ भी सम्मिलित हैं। | |||
[[Intel P5 | [[Intel P5|पेंटियम, पेंटियम प्रो और सुपरस्पार्क]] [[माइक्रोप्रोसेसर]] भी बीसीएमओएस का उपयोग करते हैं। | ||
== हानि == | == हानि == | ||
सीएमओएस निर्माण के कुछ लाभ, उदाहरण के लिए बड़े पैमाने पर उत्पादन में बहुत न्यूनतम लागत, सीधे बीसीएमओएस निर्माण में स्थानांतरित नहीं होते हैं। एक अंतर्निहित कठिनाई इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि प्रक्रिया के बीजेटी और एमओएस दोनों घटकों का अनुकूलन कई अतिरिक्त निर्माण चरणों को जोड़े बिना असंभव है और इसके परिणामस्वरूप प्रक्रिया लागत में वृद्धि और उपज में न्यूनता आयी है। तथा अंत में, उच्च प्रदर्शन तर्क के क्षेत्र में, बीसीएमओएस उच्च स्टैंडबाय लीकेज करंट की संभावना के कारण अकेले सीएमओएस के लिए अनुकूलित एक फाउंड्री प्रक्रिया के रूप में न्यूनतम बिजली का उपभोग को प्रस्तावित नहीं कर सकता है। | |||
== इतिहास == | == इतिहास == | ||
जुलाई 1968 में, [[हंग-चांग लिन]] और रामचंद्र आर. अय्यर ने [[वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक कॉर्पोरेशन]] में द्विध्रुवीय | जुलाई 1968 में, [[हंग-चांग लिन]] और रामचंद्र आर. अय्यर ने [[वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक कॉर्पोरेशन]] में द्विध्रुवीय जंक्शन ट्रांजिस्टर(बीजेटी) और मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर (मोस) प्रौद्योगिकियों के संयोजन से एक एकीकृत द्विध्रुवीय-मोस [[ऑडियो एंप्लिफायर]] का प्रदर्शन किया।<ref>{{cite journal |last1=Lin |first1=Hung Chang |author1-link=Hung-Chang Lin |last2=Iyer |first2=Ramachandra R. |title=एक मोनोलिथिक मॉस-बाइपोलर ऑडियो एम्पलीफायर|journal=IEEE Transactions on Broadcast and Television Receivers |date=July 1968 |volume=14 |issue=2 |pages=80–86 |doi=10.1109/TBTR1.1968.4320132}}</ref> लिन और अय्यर ने पश्चात में सी.टी. हो के साथ अक्टूबर 1968 में वेस्टिंगहाउस में एकल एकीकृत परिपथ परबीजेटी और पूरक MOS (CMOS) प्रौद्योगिकियों के संयोजन वाला पहला बीसीएमओएस एकीकृत परिपथ ।<ref>{{cite conference |last1=Lin |first1=Hung Chang |author1-link=Hung-Chang Lin |last2=Iyer |first2=Ramachandra R. |last3=Ho |first3=C. T. |title=पूरक MOS-द्विध्रुवीय संरचना|conference=1968 International Electron Devices Meeting |date=October 1968 |pages=22–24 |doi=10.1109/IEDM.1968.187949}}</ref><ref>{{cite book |last1=Alvarez |first1=Antonio R. |chapter=Introduction To BiCMOS |title=BiCMOS प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग|url=https://archive.org/details/bicmostechnology00alva |url-access=limited |date=1990 |publisher=Springer |doi=10.1007/978-1-4757-2029-7_1 |isbn=9780792393849 |pages=1–20}}</ref> 1984 में, एच. हिगुची, गोरो कित्सुकावा और ताकाहिदे इकेदा के नेतृत्व में एक [[ Hitachi ]] अनुसंधान दल द्वारा बीसीएमओएस [[बड़े पैमाने पर एकीकरण]] (LSI) का प्रदर्शन किया गया था।<ref>{{cite journal |last1=Higuchi |first1=H. |last2=Kitsukawa |first2=Goro |last3=Ikeda |first3=Takahide |last4=Nishio |first4=Y. |last5=Sasaki |first5=N. |last6=Ogiue |first6=Katsumi |title=स्केल्ड-डाउन बाइपोलर उपकरणों का प्रदर्शन और संरचना CMOSFETs के साथ विलय कर दिया गया|journal=1984 International Electron Devices Meeting |date=December 1984 |pages=694–697 |doi=10.1109/IEDM.1984.190818|s2cid=41295752 }}</ref> | ||
1990 में, आधुनिक इंटीग्रेटेड | 1990 में, आधुनिक इंटीग्रेटेड परिपथ [[ अर्धचालक उपकरण निर्माण ]] तकनीकों ने वाणिज्यिक बीसीएमओएस तकनीक को वास्तविकता में बनाना प्रारंभ किया। इस तकनीक ने एम्पलीफायरों और एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स पावर मैनेजमेंट परिपथ में तीव्रता से आवेदन पाया। | ||
बीसीएमओएस तकनीक का एक प्रकार द्विध्रुवी-CMOS-DMOS (BCD) तकनीक है, जो बीसीएमओएस को DMOS (डबल-डिफ्यूज़्ड MOS) के साथ जोड़ती है, जो एक प्रकार की [[शक्ति MOSFET]] तकनीक है। बीसीडी तकनीक एक [[पावर आईसी]] (पावर इंटीग्रेटेड परिपथ ) चिप पर तीन सेमीकंडक्टरउपकरण निर्माण प्रक्रियाओं को जोड़ती है: सटीक एनालॉग फ़ंक्शंस के लिए द्विध्रुवीय , डिजिटल प्रारूप के लिए सीएमओएस, और [[बिजली इलेक्ट्रॉनिक]] और उच्च-वोल्टेज तत्वों के लिए [[डीएमओएस]]। यह 1980 के दशक के मध्य में [[एसटी माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक]] द्वारा विकसित किया गया था। बीसीडी दो प्रकार के होते हैं: [[उच्च वोल्टेज]] बीसीडी और हाई-डेंसिटी बीसीडी। उनके पास अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जैसे कि [[सिलिकॉन-पर-इन्सुलेटर]] (SOI) BCD का उपयोग [[चिकित्सा इलेक्ट्रॉनिक्स]], [[मोटर वाहन सुरक्षा]] और ऑडियो प्रौद्योगिकी के लिए किया जा रहा है।<ref>{{cite web |title=बीसीडी (बाइपोलर-सीएमओएस-डीएमओएस) - पावर आईसी के लिए प्रमुख प्रौद्योगिकी|url=https://www.st.com/content/st_com/en/about/innovation---technology/BCD.html |website=[[ST Microelectronics]] |archive-url=https://web.archive.org/web/20160606005151/http://www.st.com/content/st_com/en/about/innovation---technology/BCD.html |archive-date=6 June 2016 |url-status=live |access-date=27 November 2019 }}</ref> | |||
Revision as of 14:59, 6 April 2023
द्विध्रुवीय सीएमओएस एक अर्धचालक तकनीक है जो दो सेमीकंडक्टर तकनीकों, को द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर और सीएमओएसतर्क द्वार को एकीकृत परिपथ में एकीकृत करती है।[1][2] हाल के दिनों में सिलिकॉन-जर्मेनियम जंक्शनों का उपयोग करके उच्च गतिशीलता वाले उपकरणों को सम्मिलित करने के लिए द्विध्रुवी प्रक्रियाओं को बढ़ावा दिया गया है।
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर प्रति उपकरण के अपेक्षाकृत उच्च गति, उच्च लाभ और उच्च बिजली खपत के साथ न्यूनतम आउटपुट प्रतिबाधा प्रदान करते हैं, जो न्यूनतम शोर वाले रेडियो आवृत्ति एम्पलीफायरों सहित उच्च आवृत्ति एनालॉग एम्पलीफायरों के लिए उत्कृष्ट गुण हैं जो केवल कुछ सक्रिय उपकरणों का उपयोग करते हैं, जबकि सीएमओएस प्रौद्योगिकी में उच्च इनपुट प्रतिबाधा प्रदान करती है और बड़ी संख्या में न्यूनतम शक्ति लॉजिक गेट्स के निर्माण के लिए उत्कृष्ट है। बीसीएमओएस प्रक्रिया में डोपिंग प्रोफाइल और अन्य सुविधा प्रक्रिया को या तो सीएमओएस या द्विध्रुवी उपकरणों के पक्ष में झुकाया जा सकता है। उदाहरण के लिए ग्लोबल फाउंड्रीज एक बुनियादी 180nm बीसीएमओएस7WL प्रक्रिया और कई अन्य बीसीएमओएस प्रक्रियाओं को विभिन्न विधियों से अनुकूलित करती है।[3] इन प्रक्रियाओं में परिशुद्ध प्रतिरोधकों के निक्षेपण के चरण और उच्च Q RF प्रेरक और ऑन-चिप संधारित्र भी सम्मिलित हैं, जिनकी शुद्ध सीएमओएस लॉजिक प्रारूप में आवश्यकता नहीं है।
बीसीएमओएस का उद्देश्य मिश्रित-सिग्नल आईसी, एकीकृत परिपथ , जैसे की ADCs और एक चिप पर पूर्ण सॉफ्टवेयर रेडियो सिस्टम है जिसके एम्पलीफायरों, एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स ऊर्जा प्रबंधन परिपथ और चिप पर लॉजिक गेट्स की आवश्यकता होती है। डिजिटल इंटरफेस प्रदान करने में बीसीएमओएस के कुछ लाभ हैं। बीसीएमओएस परिपथ प्रत्येक प्रकार के ट्रांजिस्टर की विशेषताओं का सबसे उपयुक्त रूप से उपयोग करता हैं। सामान्यतः इसका अर्थ है कि चिप पावर रेगुलेटर जैसे उच्च वर्तमान परिपथ कुशल नियंत्रण के लिए मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (MOSFETs) का उपयोग करते हैं, और 'सी ऑफ लॉजिक' पारंपरिक सीएमओएस संरचनाओं का उपयोग करते हैं, जबकि विशेष उच्च प्रदर्शन वाले परिपथ के वे हिस्से जैसे एमिटर-युग्मित लॉजिक डिवाइडर और अल्परव एम्पलीफायर द्विध्रुवी उपकरणों का उपयोग करते हैं। उदाहरणों में RF ऑसिलेटर्स, ऊर्जा अंतराल आधारित संदर्भ और अल्परव परिपथ भी सम्मिलित हैं।
पेंटियम, पेंटियम प्रो और सुपरस्पार्क माइक्रोप्रोसेसर भी बीसीएमओएस का उपयोग करते हैं।
हानि
सीएमओएस निर्माण के कुछ लाभ, उदाहरण के लिए बड़े पैमाने पर उत्पादन में बहुत न्यूनतम लागत, सीधे बीसीएमओएस निर्माण में स्थानांतरित नहीं होते हैं। एक अंतर्निहित कठिनाई इस तथ्य से उत्पन्न होती है कि प्रक्रिया के बीजेटी और एमओएस दोनों घटकों का अनुकूलन कई अतिरिक्त निर्माण चरणों को जोड़े बिना असंभव है और इसके परिणामस्वरूप प्रक्रिया लागत में वृद्धि और उपज में न्यूनता आयी है। तथा अंत में, उच्च प्रदर्शन तर्क के क्षेत्र में, बीसीएमओएस उच्च स्टैंडबाय लीकेज करंट की संभावना के कारण अकेले सीएमओएस के लिए अनुकूलित एक फाउंड्री प्रक्रिया के रूप में न्यूनतम बिजली का उपभोग को प्रस्तावित नहीं कर सकता है।
इतिहास
जुलाई 1968 में, हंग-चांग लिन और रामचंद्र आर. अय्यर ने वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक कॉर्पोरेशन में द्विध्रुवीय जंक्शन ट्रांजिस्टर(बीजेटी) और मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर (मोस) प्रौद्योगिकियों के संयोजन से एक एकीकृत द्विध्रुवीय-मोस ऑडियो एंप्लिफायर का प्रदर्शन किया।[4] लिन और अय्यर ने पश्चात में सी.टी. हो के साथ अक्टूबर 1968 में वेस्टिंगहाउस में एकल एकीकृत परिपथ परबीजेटी और पूरक MOS (CMOS) प्रौद्योगिकियों के संयोजन वाला पहला बीसीएमओएस एकीकृत परिपथ ।[5][6] 1984 में, एच. हिगुची, गोरो कित्सुकावा और ताकाहिदे इकेदा के नेतृत्व में एक Hitachi अनुसंधान दल द्वारा बीसीएमओएस बड़े पैमाने पर एकीकरण (LSI) का प्रदर्शन किया गया था।[7] 1990 में, आधुनिक इंटीग्रेटेड परिपथ अर्धचालक उपकरण निर्माण तकनीकों ने वाणिज्यिक बीसीएमओएस तकनीक को वास्तविकता में बनाना प्रारंभ किया। इस तकनीक ने एम्पलीफायरों और एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स पावर मैनेजमेंट परिपथ में तीव्रता से आवेदन पाया।
बीसीएमओएस तकनीक का एक प्रकार द्विध्रुवी-CMOS-DMOS (BCD) तकनीक है, जो बीसीएमओएस को DMOS (डबल-डिफ्यूज़्ड MOS) के साथ जोड़ती है, जो एक प्रकार की शक्ति MOSFET तकनीक है। बीसीडी तकनीक एक पावर आईसी (पावर इंटीग्रेटेड परिपथ ) चिप पर तीन सेमीकंडक्टरउपकरण निर्माण प्रक्रियाओं को जोड़ती है: सटीक एनालॉग फ़ंक्शंस के लिए द्विध्रुवीय , डिजिटल प्रारूप के लिए सीएमओएस, और बिजली इलेक्ट्रॉनिक और उच्च-वोल्टेज तत्वों के लिए डीएमओएस। यह 1980 के दशक के मध्य में एसटी माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक द्वारा विकसित किया गया था। बीसीडी दो प्रकार के होते हैं: उच्च वोल्टेज बीसीडी और हाई-डेंसिटी बीसीडी। उनके पास अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जैसे कि सिलिकॉन-पर-इन्सुलेटर (SOI) BCD का उपयोग चिकित्सा इलेक्ट्रॉनिक्स, मोटर वाहन सुरक्षा और ऑडियो प्रौद्योगिकी के लिए किया जा रहा है।[8]
संदर्भ
- ↑ Puchner, H. (1996). "5.2 BiCMOS Process Technology". वीएलएसआई प्रौद्योगिकी के लिए उन्नत प्रक्रिया मॉडलिंग (PhD). Institut für Mikroelektronik, Technischen Universität Wien. TUW-101186.
- ↑ Puchner 1996, 5.2.1 BiCMOS Process Flow
- ↑ https://www.globalfoundries.com/sites/default/files/sige_hp_pb_2020-0212web.pdf[bare URL PDF]
- ↑ Lin, Hung Chang; Iyer, Ramachandra R. (July 1968). "एक मोनोलिथिक मॉस-बाइपोलर ऑडियो एम्पलीफायर". IEEE Transactions on Broadcast and Television Receivers. 14 (2): 80–86. doi:10.1109/TBTR1.1968.4320132.
- ↑ Lin, Hung Chang; Iyer, Ramachandra R.; Ho, C. T. (October 1968). पूरक MOS-द्विध्रुवीय संरचना. 1968 International Electron Devices Meeting. pp. 22–24. doi:10.1109/IEDM.1968.187949.
- ↑ Alvarez, Antonio R. (1990). "Introduction To BiCMOS". BiCMOS प्रौद्योगिकी और अनुप्रयोग. Springer. pp. 1–20. doi:10.1007/978-1-4757-2029-7_1. ISBN 9780792393849.
- ↑ Higuchi, H.; Kitsukawa, Goro; Ikeda, Takahide; Nishio, Y.; Sasaki, N.; Ogiue, Katsumi (December 1984). "स्केल्ड-डाउन बाइपोलर उपकरणों का प्रदर्शन और संरचना CMOSFETs के साथ विलय कर दिया गया". 1984 International Electron Devices Meeting: 694–697. doi:10.1109/IEDM.1984.190818. S2CID 41295752.
- ↑ "बीसीडी (बाइपोलर-सीएमओएस-डीएमओएस) - पावर आईसी के लिए प्रमुख प्रौद्योगिकी". ST Microelectronics. Archived from the original on 6 June 2016. Retrieved 27 November 2019.
