Кіріспе

p–n түйіндерін оқшаулау – интегралдық схемадағы (IC) транзисторлар сияқты электрондық компоненттерді кері полярлықтағы p–n түйіндерімен қоршау арқылы электрлік оқшаулауға қолданылатын әдіс.

Кіріспе

IC-де транзисторды, резисторды, конденсаторды немесе басқа компонентті субстраттың допантына қарама-қарсы допант қолданылып допингтелген жартылай өткізгіш материалмен қоршап, осы қоршаған материалды p-n торабын кері бағыттайтын кернеуге қосу арқылы компоненттің айналасында электрлік оқшауланған "ұңғыма" құрайтын аймақ жасауға болады.

Операция

Жартылай өткізгіш пластинкасы p-типті материал деп есептеңіз. Сондай-ақ, транзистордың айналасына және астына n-типті материалдан жасалған сақина орналасқан деп есептеңіз. Егер p-типті материал электр қуатының теріс ұшымен, ал n-типті сақина оң ұшымен қосылса, p-типті аймақтағы «тесіктер» p-n тоғысудан алыстатылады, бұл өткізбейтін тозу аймағының енін кеңейтеді. Сол сияқты, n-типті аймақ оң терминалға қосылғандықтан, электрондар да тоғысудан алыстатылады. Бұл потенциалдық тосқауылды арттырады және заряд тасымалдаушылардың ағынына қарсы электр кедерісін күрт арттырады. Осы себепті тоғысу арқылы электр тогы болмайды (немесе өте аз болады). p-n материал тоғысуының ортасында кері кернеуге төтеп беру үшін тозу аймағы пайда болады. Тозу аймағының ені кернеудің артуымен кеңейеді. Электр өрісі кері кернеудің өсуімен күшейеді. Электр өрісі белгілі бір шектен асып кеткенде, тоғысу бұзылады және лавина тәрізді көшкін арқылы ток ағына бастайды. Сондықтан тізбектегі кернеулер бұзу кернеуінен аспауы керек, әйтпесе электр оқшаулану тоқтатылады.

Тарих

1977 жылдың қыркүйек айында Scientific American журналында жарияланған "Микроэлектроника" мақаласында 23-том, 3-саны, 63–9-беттерде Роберт Нойс былай деп жазды: "Біз 1959 жылы Fairchild Semiconductor компаниясында ойлап тапқан және дамытқан интегралды схема транзисторлар мен басқа да схема элементтерін физикалық емес, электрлік жолмен бөліп, өзара байланыстырады. Бөлу pn диодтар немесе түзетушілер арқылы жүзеге асырылады, олар тек бір бағытта ток ағуын қамтамасыз етеді. Бұл әдісті Курт Леховец Sprague Electric Company компаниясында патенттеген". Sprague Electric Company инженері Курт Леховец 1959 жылы p–n торапты оқшаулауға өтініш берді және 1962 жылы патент алды. Ол (жартылай өткізгіш жад жасушалары туралы лекцияларында) "Мен одан [патенттен] бір тиын да алмадым" деген. Алайда, IT History мәліметінше, оған (формалды түрде) тарихтағы ең маңызды өнертабыс үшін кем дегенде бір доллар төленген, себебі ол сонымен қатар LED және күн элементтерін ойлап табуда да маңызды рөл атқарды, ал Лау Вай Шинг Леховецтің осы екеуінің де зерттеулерін бастағанын айтады. Роберт Нойс 1959 жылы монолитті интегралды схеманы ойлап тапқанда, оның p–n торапты оқшаулау идеясы Хоернидің жазық процесіне негізделген. 1976 жылы Нойс 1959 жылдың қаңтар айында Леховецтің жұмысы туралы білмегенін мәлімдеді.