El aislamiento de uniones p – n es un método que se utiliza para aislar eléctricamente componentes electrónicos , como transistores , en un circuito integrado (IC) rodeando los componentes con uniones p – n con polarización inversa .
Introducción
Al rodear un transistor, resistor, capacitor u otro componente en un circuito integrado con material semiconductor que está dopado usando una especie opuesta del sustrato dopante , y conectando este material circundante a un voltaje que polariza en sentido inverso la unión p – n que se forma, Es posible crear una región que forme un "pozo" eléctricamente aislado alrededor del componente.
Operación
Suponga que la oblea semiconductora es un material de tipo p . Suponga también que se coloca un anillo de material tipo n alrededor de un transistor y se coloca debajo del transistor. Si el material de tipo p dentro del anillo de tipo n está ahora conectado al terminal negativo de la fuente de alimentación y el anillo de tipo n está conectado al terminal positivo , los ' agujeros ' en la región de tipo p se separan de la unión p – n, lo que hace que aumente el ancho de la región de agotamiento no conductora . De manera similar, debido a que la región de tipo n está conectada al terminal positivo, los electrones también se alejarán de la unión.
Esto aumenta efectivamente la barrera de potencial y aumenta en gran medida la resistencia eléctrica contra el flujo de los portadores de carga . Por esta razón, no habrá corriente eléctrica (o será mínima) a través de la unión.
En el medio de la unión del material p – n, se crea una región de agotamiento para separar el voltaje inverso. El ancho de la región de agotamiento aumenta con un voltaje más alto. El campo eléctrico crece a medida que aumenta el voltaje inverso. Cuando el campo eléctrico aumenta más allá de un nivel crítico, la unión se rompe y la corriente comienza a fluir por la ruptura de la avalancha . Por lo tanto, se debe tener cuidado de que los voltajes del circuito no excedan el voltaje de ruptura o cese el aislamiento eléctrico.
Historia
En un artículo titulado "Microelectronics", publicado en Scientific American , septiembre de 1977 Volumen 23, Número 3, págs. 63-9, Robert Noyce escribió:
"El circuito integrado, tal como lo concebimos y desarrollamos en Fairchild Semiconductor en 1959, logra la separación e interconexión de transistores y otros elementos del circuito eléctricamente en lugar de físicamente. La separación se logra mediante la introducción de diodos pn, o rectificadores, que permiten que la corriente fluya en una sola dirección. La técnica fue patentada por Kurt Lehovec en la Sprague Electric Company ".
El ingeniero de Sprague Electric Company , Kurt Lehovec, presentó la patente estadounidense 3.029.366 para el aislamiento de la unión p – n en 1959, y se le concedió la patente en 1962. ¿ Quién lo informó [ ? ] haber dicho "Nunca obtuve ni un centavo de [la patente]". Sin embargo, la historia de TI afirma que le pagaron al menos un dólar por lo que es posiblemente el más invención importante en la historia, ya que también jugó un papel decisivo en la invención del LED y la célula solar , los cuales Lau Wai Shing dice Lehovec también fue pionera en el investigación de.
Cuando Robert Noyce inventó el circuito integrado monolítico en 1959, su idea del aislamiento de la unión p – n se basó en el proceso plano de Hoerni. [1] En 1976, Noyce declaró que, en enero de 1959, no conocía el trabajo de Lehovec. [2]
Ver también
Referencias
- ^ Brock, D .; Lécuyer, C. (2010). Lécuyer, C. (ed.). Creadores del microchip: una historia documental de Fairchild Semiconductor . Prensa del MIT. pag. 158. ISBN 9780262014243.
- ^ "Entrevista con Robert Noyce, 1975-1976" . IEEE. Archivado desde el original el 19 de septiembre de 2012 . Consultado el 22 de abril de 2012 .