बीसीएमओएस
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बाइपोलर CMOS (BiCMOS) एक अर्धचालक तकनीक है जो दो सेमीकंडक्टर तकनीकों, द्विध्रुवी जंक्शन ट्रांजिस्टर और CMOS (पूरक धातु-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर) तर्क द्वार को एक एकीकृत सर्किट में एकीकृत करती है।[1][2] हाल के दिनों में सिलिकॉन-जर्मेनियम जंक्शनों का उपयोग करके उच्च गतिशीलता वाले उपकरणों को शामिल करने के लिए द्विध्रुवी प्रक्रियाओं को बढ़ाया गया है।
द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर उच्च गति, उच्च लाभ और प्रति डिवाइस अपेक्षाकृत उच्च बिजली खपत के साथ कम आउटपुट प्रतिबाधा प्रदान करते हैं, जो कम शोर रेडियो आवृत्ति (आरएफ) एम्पलीफायरों सहित उच्च आवृत्ति एनालॉग एम्पलीफायरों के लिए उत्कृष्ट गुण हैं जो केवल कुछ सक्रिय उपकरणों का उपयोग करते हैं, जबकि सीएमओएस प्रौद्योगिकी उच्च इनपुट प्रतिबाधा प्रदान करती है और बड़ी संख्या में विद्युत शक्ति लॉजिक गेट्स के निर्माण के लिए उत्कृष्ट है। बीसीएमओएस प्रक्रिया में डोपिंग (सेमीकंडक्टर) प्रोफाइल और अन्य प्रक्रिया सुविधाओं को या तो सीएमओएस या द्विध्रुवी उपकरणों के पक्ष में झुकाया जा सकता है। उदाहरण के लिए GlobalFoundries एक बुनियादी 180 एनएम BiCMOS7WL प्रक्रिया और कई अन्य BiCMOS प्रक्रियाओं को विभिन्न तरीकों से अनुकूलित करती है।[3] इन प्रक्रियाओं में सटीक अवरोध, और उच्च क्यू आरएफ प्रारंभ करनेवाला और संधारित्र ऑन-चिप के निक्षेपण के चरण भी शामिल हैं, जिनकी शुद्ध सीएमओएस लॉजिक डिज़ाइन में आवश्यकता नहीं है।
BiCMOS का उद्देश्य मिश्रित-सिग्नल एकीकृत सर्किट | मिश्रित-सिग्नल आईसी, जैसे एनॉलॉग से डिजिटल परिवर्तित करने वाला उपकरण और एक चिप पर पूर्ण सॉफ्टवेयर रेडियो सिस्टम है जिसमें एम्पलीफायरों, एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स ऊर्जा प्रबंधन सर्किट और चिप पर लॉजिक गेट्स की आवश्यकता होती है। डिजिटल इंटरफेस प्रदान करने में BiCMOS के कुछ फायदे हैं। BiCMOS सर्किट प्रत्येक प्रकार के ट्रांजिस्टर की विशेषताओं का सबसे उपयुक्त रूप से उपयोग करते हैं। आम तौर पर इसका मतलब है कि चिप पावर रेगुलेटर जैसे उच्च वर्तमान सर्किट कुशल नियंत्रण के लिए मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर (MOSFETs) का उपयोग करते हैं, और 'सी ऑफ लॉजिक' पारंपरिक CMOS संरचनाओं का उपयोग करते हैं, जबकि विशेष उच्च प्रदर्शन वाले सर्किट के वे हिस्से जैसे एमिटर-युग्मित लॉजिक डिवाइडर और कम-शोर एम्पलीफायर द्विध्रुवी उपकरणों का उपयोग करते हैं। उदाहरणों में आरएफ ऑसिलेटर्स, ऊर्जा अंतराल -आधारित संदर्भ और कम शोर वाले सर्किट शामिल हैं।[citation needed]
Intel P5, Pentium Pro, और SuperSPARC माइक्रोप्रोसेसर भी BiCMOS का उपयोग करते हैं।
नुकसान
CMOS निर्माण के कुछ लाभ, उदाहरण के लिए बड़े पैमाने पर उत्पादन में बहुत कम लागत, सीधे BiCMOS 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 कमी आई है। 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 कम बिजली की खपत की पेशकश नहीं कर सकता है।
इतिहास
जुलाई 1968 में, हंग-चांग लिन और रामचंद्र आर. अय्यर ने वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक कॉर्पोरेशन में बाइपोलर जंक्शन ट्रांजिस्टर (BJT) और मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर (MOS) प्रौद्योगिकियों के संयोजन से एक एकीकृत बाइपोलर-MOS (BiMOS) ऑडियो एंप्लिफायर का प्रदर्शन किया।[4] लिन और अय्यर ने बाद में सी.टी. हो, अक्टूबर 1968 में वेस्टिंगहाउस में एकल एकीकृत सर्किट पर BJT और पूरक MOS (CMOS) प्रौद्योगिकियों के संयोजन वाला पहला BiCMOS एकीकृत सर्किट।[5][6] 1984 में, एच. हिगुची, गोरो कित्सुकावा और ताकाहिदे इकेदा के नेतृत्व में एक Hitachi अनुसंधान दल द्वारा BiCMOS बड़े पैमाने पर एकीकरण (LSI) का प्रदर्शन किया गया था।[7] 1990 में,[citation needed] आधुनिक इंटीग्रेटेड सर्किट अर्धचालक उपकरण निर्माण तकनीकों ने वाणिज्यिक BiCMOS तकनीक को वास्तविकता बनाना शुरू किया। इस तकनीक ने एम्पलीफायरों और एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स पावर मैनेजमेंट सर्किट में तेजी से आवेदन पाया।
BiCMOS तकनीक का एक प्रकार द्विध्रुवी-CMOS-DMOS (BCD) तकनीक है, जो BiCMOS को DMOS (डबल-डिफ्यूज़्ड MOS) के साथ जोड़ती है, जो एक प्रकार की शक्ति MOSFET तकनीक है। बीसीडी तकनीक एक पावर आईसी (पावर इंटीग्रेटेड सर्किट) चिप पर तीन सेमीकंडक्टर डिवाइस निर्माण प्रक्रियाओं को जोड़ती है: सटीक एनालॉग फ़ंक्शंस के लिए बाइपोलर, डिजिटल डिज़ाइन 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.
