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.
"The integrated circuit, as we conceived and developed it at Fairchild Semiconductor in 1959, accomplishes the separation and interconnection of transistors and other circuit elements electrically rather than physically. The separation is accomplished by introducing pn diodes, or rectifiers, which allow current to flow in only one direction. The technique was patented by Kurt Lehovec at the Sprague Electric Company". Sprague Electric Company engineer Kurt Lehovec filed for p–n junction isolation in 1959, and was granted the patent in 1962. He is reported (during his lectures on semiconductor memory cells) to have said "I never got a dime out of it [the patent]." However, I T History states he was paid (pro forma) at least one dollar for what is possibly the most important invention in history, as it also was instrumental in the invention of the LED and the solar cell, both of which Lau Wai Shing says Lehovec also pioneered the research of. When Robert Noyce invented the monolithic integrated circuit in 1959, his idea of p–n junction isolation was based on Hoerni's planar process. In 1976, Noyce stated that, in January 1959, he did not know about the work of Lehovec.