Pooljuhttooted hõlmavad kõike alates põhidioodidest ja transistoridest kuni keerukate integraallülituste ja mikroprotsessoriteni. Need tooted mängivad olulist rolli elektroonikaseadmetes, sealhulgas transistorid voolu võimendamiseks ja ümberlülitamiseks, dioodid pinge alaldamiseks ja stabiliseerimiseks ning mäluseadmed, nagu DRAM ja välkmälu andmete salvestamiseks ja töötlemiseks. Integraallülitused, nagu mikroprotsessorid ja sidekiibid, on kaasaegse elektroonikatehnoloogia tuumaks, võimaldades keerukaid andmetöötlus- ja sidefunktsioone. Pooljuhtide tootmise ja pakendamise tehnoloogia areng on muutnud need tooted tõhusamaks ja miniatuursemaks, aidates kaasa kogu elektroonikatööstuse arengule.
pooljuhtseade
transistor
Transistorid on pooljuhttehnoloogia põhikomponendid, mida kasutatakse laialdaselt võimendus- ja lülitusahelates. Peamised tüübid hõlmavad väljatransistoreid (FET) ja bipolaarseid transistore (BJT). Väljatransistorid domineerivad digitaalsetes ja analooglülitustes tänu oma suurele sisendtakistusele ja madalale energiatarbimisele. Näiteks metalloksiid-pooljuhtväljatransistorid (MOSFET-id) on kaasaegsete integraallülituste aluseks. Bipolaarsed transistorid on endiselt olulised võimsusvõimenduse ja kõrgsageduslike rakenduste puhul tänu nende kiirele lülitusvõimele ja suurele voolukandevõimele.
diood
Dioodid on kõige elementaarsemad pooljuhtseadmed, mida kasutatakse peamiselt voolu ühesuunaliseks juhtimiseks. Levinud tüüpide hulka kuuluvad alaldi dioodid ja pingeregulaatorid. Alaldi dioode kasutatakse tavaliselt vahelduvvoolu muutmiseks alalisvooluks, samas kui pingeregulaatoreid kasutatakse stabiilse pingetaseme säilitamiseks ja vooluahela ülepinge vältimiseks. Nende dioodide põhiparameetrid hõlmavad pärivoolu, tagasilöögipinget, energiatarbimist ja lülituskiirust.
Optoelektroonilised seadmed
Optoelektroonilised seadmed on pooljuhttehnoloogia oluline haru, mis hõlmab peamiselt valgusdioode (LED) ja valgustundlikke seadmeid. LED-i kasutatakse laialdaselt valgustus- ja kuvatehnoloogias tänu selle kõrgele efektiivsusele, pikale elueale ja töökindlusele. Valgustundlikud seadmed, nagu fotodioodid ja fototransistorid, mängivad automaatjuhtimis- ja sidesüsteemides olulist rolli.
Salvestusseadmed
Mäluseadmed on andmesalvestustehnoloogia tuumaks, sealhulgas dünaamiline muutmälu (DRAM) ja välkmälu. DRAM-i kasutatakse selle kiire jõudluse eelise tõttu laialdaselt arvutisüsteemide põhimäluna. Välkmälu oma püsivate ja suure tihedusega omadustega domineerib mobiilseadmetes ja pooljuhtdraivides. Nende salvestusseadmete peamised parameetrid hõlmavad salvestusmahtu, lugemis- ja kirjutamiskiirust, energiatarve ja eluiga.
Pooljuhtseadmete projekteerimisel on peamised kaalutlused materjali valik, tootmisprotsess ja elektriline jõudlus. Näiteks ränimaterjalid domineerivad pooljuhtseadmetes nende kuluefektiivsuse ja küpsete tootmisprotsesside tõttu. Tehnoloogia arenguga on aga muud materjalid, nagu galliumarseniid, näidanud suurepäraseid tulemusi konkreetsetes rakendustes. Pooljuhtseadmete valimisel tuleb lisaks ülalmainitud tehnilistele parameetritele arvestada ka maksumust, suurust ja töökindlust.
integraallülitus
mikroprotsessor
Mikroprotsessorid on kaasaegsete arvutusseadmete aju, mis vastutavad juhiste töötlemise ja muu riistvara juhtimise eest. Nende jõudlust mõõdetakse tavaliselt tuumade arvu, taktsageduse (tavaliselt GHz vahemikus), energiatarbimise (vahemikus mõnest vatist kümnete vattideni) ja protsessitehnoloogia (näiteks 7 nanomeetrit, 5 nanomeetrit) järgi. Suure jõudlusega mikroprotsessorid seisavad silmitsi energiatarbimise ja jahutusega seotud väljakutsetega, mis nõuavad tõhusaid jahutuslahendusi.
Salvestuskiip
Salvestuskiibid on andmesalvestuse põhikomponendid, sealhulgas staatiline muutmälu (SRAM) ja dünaamiline muutmälu (DRAM). SRAM-i eelisteks on suur kiirus ja madal latentsusaeg, kuid selle maksumus on kõrge ja maht on väike. DRAM pakub suuremat mälumahtu ja madalamaid kulusid, kuid aeglasema kiiruse ja suurema energiatarbimisega. Salvestuskiibi põhiparameetrid on salvestusmaht (vahemikus mõnest MB kuni mõne GB), juurdepääsuaeg (nanosekundites) ja energiatarve (vahemikus mõnest millivatist mõne vatini).
Suhtluskiip
Sidekiipi kasutatakse traadita või juhtmega sidesignaalide töötlemiseks ning peamine on erinevate sidestandardite, nagu 5G, Wi-Fi, Bluetooth jne toetamine. Nende kiipide jõudlusnäitajad hõlmavad edastuskiirust (Mbps või Gbps), sagedust. vahemik, energiatõhususe suhe (mõõdetuna energiatarbimises biti kohta), samuti toetatud sidestandardid ja -protokollid.
Analoogkiip
Analoogkiibid teisendavad digitaal- ja analoogsignaale, sealhulgas analoog-digitaalmuundureid (ADC) ja digitaal-analoogmuundureid (DAC). Nende jõudluse võti seisneb konversioonikiiruses (proovide arv sekundis), täpsuses (bittide arv), energiatarbimises (tavaliselt millivattides) ja müratasemes (tavaliselt väljendatakse signaali-müra suhtena). Analoogkiibid mängivad olulist rolli signaalitöötluses ja anduriliidestes.
Segasignaali kiip
Segasignaali kiip ühendab analoog- ja digitaalahelad, mis on võimelised töötlema analoogsignaale ja kasutama neid digitaalsüsteemides. Seda tüüpi kiibid on eriti olulised mobiiltelefonides, olmeelektroonikas ja autoelektroonikas. Nende peamised parameetrid hõlmavad integratsioonitaset, energiatarbimist ja suurust (tavaliselt millimeetrites) ² Arvutus ja maksumus. Segasignaali kiip nõuab täpset disaini, et analoog- ja digitaalosad üksteist ei segaks.
Integraallülituste projekteerimine ja tootmine on väga keerulised ja kulukad protsessid, mis nõuavad täiustatud materjale, nagu räni ja galliumarseniid, ning täiustatud tootmistehnoloogiaid, nagu sügav ultraviolettlitograafia. Tehnoloogia arenguga väheneb integraallülituste suurus ja jõudlus paraneb, kuid samal ajal seisavad nad silmitsi ka selliste probleemidega nagu hind, disaini keerukus ja füüsilised piirangud.
