تتطلب تقنية الاتصالات اللاسلكية وأنظمة إعداد المعلومات تطبيق أنظمة إلكترونية متقدمه وعالية الأداء جدا، ولتحقيق هذه المتطلبات ظهرت في السنوات الأخيرة، ترنزستورات هيتروجنكشن ذات القطبين (إتش بي تي ) كمنافس بارز في هذا المجال وخاصة نوع السيليكون جرمانيوم والتي تستخدم العمود الرّابع من جدول العناصر.. بتوافق مع تقنية السليكو ن الاعتيادية حيث خلق إضافة الجرمانيوم إلى تقنية السيليكون ثورة في صناعة أشباه الموصلات وصارت له تطبيقات واسعة في الأدوات الانالوجيه السريعة، التي يمكنها العمل بمقاومة قاعدة منخفضة و ضوضاء منخفضة و تجاوب تذبذب عالي ممتاز ومنتج (جي في أي) كبير.
إضافة إلى تكاملهم مع تقنية سيليكون سي إم أو إس التقليدي، الذي فيها الترنزستورات ذات القطبين سيليكون جرمانيوم إتش بي تي إس. وتشيرالدراسات المسبقه إلى ان تقنية سيليكون جرمانيوم إتش بي تي مثاليه أيضا للوظائف الانالوجيه الاعتياديه المعروفة.
يتوافق مع تقنية السيليكو ن الاعتيادية حيث خلق إضافة الجرمانيوم إلى تقنية السيليكون ثورة في صناعة أشباه الموصلات وصارت له تطبيقات واسعة في الأدوات الانالوجيه السريعة، التي يمكنها العمل بمقاومة قاعدة منخفضة و ضوضاء منخفضة و تجاوب تذبذب عالي ممتاز و منتج (جي في أي) كبير.
الخصائص الكهربائية
بالاستناد إلى الخصائص الكهربائية للمواد الصلبة فإنها تصنّف إلى موصل، عازل، و شبه موصل.
المواد شبه الموصلة تقريبا مواد بلوريه صلبة مثالية بكمية صغيرة من النقائص، مثل ذرّات الشوائب، شواغر الشبكه، أو عمليات إلازاحة، التي تدخل أحيانا بتعمد لتعدّل خصائصهم الكهربائية. المواد الصلبة البلّورية لها ترتيب دوري مثالي من الذرّات يسمح بتحليلها بسهولة وأشباه الموصلات يمكن أن تكون عنصرا، مثل السيليكون، الجرمانيوم، وعناصر كيميائية أخرى من المجموعة الرّابعة. اومركّبين من عناصر من المجموعة الثّالثة والخامسه، أوالثانيه والرّابعه. أمثلة لمثل هذه المركّبات الثنائية الجاليوم ارسنيد..
السيليكون شبة الموصل الأسهل، والمادّة المثالية لشبه الموصل المستعمل على نحو واسع، و من المحتمل أن يضل كذالك لفترة لاحقه و ما زال هوالمهيمن في السوق مع تقنية المجموعة الثالثة والخامسة باختلاف بسيط وهناك عدّة أسباب مقنعة للاستمرار في استخدام العمليات التقنيه للسليكون عند تصميم دوائر تكاملية للذبذبات الراديوية وأكثر الأسباب هي الكلفة (بسبب حجم الرقاقة الكبير (8 بوصة) والكم الكبير للأدوات التي تستعمل هذه التقنية.
التقنية الجديدة
في 1990 حددت التوقّعات التقليدية بأنّ الأدوات المبنيه باستعمال تقنية أساسها سيليكون يمكن أن تعمل فقط في التذبذبات العالية تحت 2 جي إتش زد، لكن هناك العديد من التطبيقات في الاتصالات، رادار، وإرسال البيانات تحتاج إلى ترددات أعلى لذالك هناك شعور بأنّ كلّ هذه التطبيقات تتطلّب أدوات أغلى في المجموعة الثالثة والخامسة وللتغلب على هذه القضية، في1992 قرّرت آي بي إم تطوير تقنية انالوجيه تنافسية مقبولة تجاريا لمثل هذه التطبيقات استندت كليّا على السيليكون بتحوّيل سيليكونا قياسيا في مادّة شبه موصل هيتروجانكشن بتخدير مشبّك السيليكون مع جيرمانيوم حيث بضعة ذرّات جرمانيوم في الأماكن الصحيحة فقط ترفع الدوائر التكاملية للسيليكون الى مستويات عالية في ألاداء بدون زياده في سقف الأسعار.
الجرمانيوم المدخل في طبقة القاعده لترنزستوركله سيليكون ذو قطبين عادة يخلق تحسينات ملحوظة في ذبذبة التشغيل،التيار،الضوضاء، والقابليات الكهربائية. فعند ما يستعمل الجرمانيوم لتخدير منطقة القاعده لترنزستور سليكوني ثنائي القطبية تكون النتيجة ترنزستورسليكون جرمانيوم هيتروجانكشن ذو القطبين التي خلقت ثورة في صناعة شبه الموصل وذلك بإستبدال الدوائر الأغلى بهده الدوائر القليلة الكلفة والعالية الأداء..
التقــدّم
التقدّم في تكامل سيليكون جرمانيوم على مدى السنوات الـ10 الماضية يمكن أن تقسم إلى المراحل التالية:
عرض المادة، عملية التكامل، تحقيق أمثلية جوهريه، تكامل هيكلي وأداة طفيليه مثالية.
برزت المادة مبكرافي الفتره 1983-1987و تتوّج هذا العمل بتلفيق أدوات سيليكون جرمانيوم الأولى في 1987عملية إبيتاكسيال سيليكون متكامل وترنزستورات سيليكون بقاعدة سليكون جرمانيوم عرضت في 1987-1989 وأدّت إلى جيل أدوات سيليكون جرمانيوم بالخصائص المثالية في 1989.
سرعة التطوير عجّلت خلال الـ2 -3 سنوات اللاحقه بتحقيق أمثلية جوهريه الشامله للأداء وإفيلويشن للأدوات المتّحالفه الذاتية المتطوّرة و بالتوازي خلال الـ1990 -1992.
أخيرا، في 1994 تم إلاعلان عن اول منتج تجاري هامّ لأدوات سيليكون جرمانيوم متكاملة كليا في خطّ التصنيع تقريبا بعد 10 سنوات كامله على أول ظهورلمادة سيليكون جرمانيوم.
المبدأ الأساسي
إنّ منطقة القاعده للترانزستور ذو القطبين حرجة بالنسبه لسرعة الأداة وهذا البارامتر يحدّده أساسا الوقت الذي يأخذه ناقلوا التيار لعبور القاعدة (وقت عبور القاعده). في الواقع، القاعدة يجب أن تصمّم بحيث تكون رقيقة قدر الامكان (للبقاء مستقرّة). علاوة على ذلك، تيار الجامع المفيد للترنزستور ديترمينيد بفجوة النطاق او المنطقه الممنوعه وتخدّير مقطع منطقة القاعده بحيث يكون قادر على تشكيل سيليكون جرمانيوم من نوع بي. طالما تتأثّرا بمعالجة القاعدة، فيجب أن تكون منطقة القاعده ذات فجوة نطاق أصغر من السيليكون. dc وac الخصائص
ويستطيع مصمم الترانزستور تنغيم فجوة نطاق المادّة حسب حاجاته وفجوة نطاق سبائك سيليكون جرمانيوم أصغر فعليا منه للسيليكون.
فجوة النطاق الأصغر لسيليكون جرمانيوم إتش بي تي يمكن أن يكون مفيد بعدد من الطرق
1- يحسّن حقن ألالكترون. إذا تدرّج محتوى الجرمانيوم عبر القاعدة فهناك حقل كهربائي يستقرفي القاعدة يعجّل ناقلي الأقلية المحقونين مما يؤدي ا لى إنّ وقت العبور الأساسي يقصّر ويؤدّي إلى السرعة الأعلى.
2- زيادات في تيار الجامع لفولطية متحيّزة معطاة، عندما يضاف الجرمانيوم إلى مفرق إميتير قاعدة لتنزيل المانع الكامن في المفرق. مما يؤدي إلى تحول كبير في المكسب الحالي بالمقارنة مع ترنزستور سيليكون ذو القطبين.
3- تحسّن مقاومة خرج الترنزستور عندما تخدّرت القاعدة بشدّة في سيليكون جرمانيوم إتش بي تي لكي ينزّل المقاومة الأساسية الكليّة.
الفوائــد
ترنزستورات هيتروجانكشن ذات القطبين لها عدد من الفوائد المتقدمة على ترنزستورات سيليكون هوموجانكشن ذات القطبين:
الفولطية المبكّرة العالية بسبب قاعدة أكثر تخدّر، يخفّض تأثير تعديل عرض القاعدة.
1- مقاومة قاعدة صغيرة نتيجة لتخدير القاعدة العالي
2- قابلية الحركة وسرعة الإلكترون العالية يرتفعان أكثر من المفروض، يخفّض أوقات عبور الإلكترون.
3- قاعدة اميتر مخفض السعه طالما تخدير إلاميتير يخفض.
4- مفرق السعة الطفيلية المخفّضة، بسبب استعمال ركيزة نصف عازله.
5- تأثير الحقن العالي في القاعدة.
6- خفض قسوة إشعاع قويه.
7- لها العديد من الفوائد الجوهرية أيضا على ترنزستورات تأثير الحقل إف إي تي إس.
8- أداء ضوضاء في التصاميم الانالوجيه الحسّاسة مثل المكبرات والمذبذبات تعتبر تصميم إضافي نموذجي لا يصادف في تطبيقات الدوائر الرقميه.
تقترح البيانات المنشوره بأنّ تقنية سيج إتش بي تي يمكن أن يستعمل للحصول على الدوائر الانالوجيه العالية النوعية ذات متطلبات ضوضاء سترينجينت.
الرجاء تقيم الموضوع
--------------------------------------------------------------------------------
صفحة للطباعة
أرسل هذا المقال لصديق
--------------------------------------------------------------------------------
موضوع: تقنية الاتصالات اللاسلكية 
الإثنين يونيو 23, 2008 12:06 pm
