Plonasluoksnis tranzistorius: struktūra, veikimas, gamybos procesas, kaip prijungti ir pritaikyti

RCA (Amerikos radijo korporacija) praleido daug metų eksperimentuodama ir kurdama tranzistorius. Nors pirmąjį plonos plėvelės patentą 1957 m. sukūrė RCA narys John Wallmar 1957. Po to mikroelektronikos ir puslaidininkių srityje atsirado daugybė patobulinimų, 1962 m. atsirado TFT arba plonasluoksnis tranzistorius. TFT naudojamas skystųjų kristalų ekranai, skirti pagerinti vaizdo kokybę, pvz., kontrastą ir adresatą. TFT yra patobulinta versija MOSFET nes naudojamos plonos plėvelės. Šiame straipsnyje aptariamas įvadas į a plonasluoksnis tranzistorius arba TFT – darbas su programomis.

Kas yra plonasluoksnis tranzistorius?

Plonos plėvelės tranzistoriaus apibrėžimas yra; FET arba lauko tranzistoriaus tipas, naudojamas kiekviename atskirame skystųjų kristalų ekrano pikselyje ( skystųjų kristalų ekranas ), kad ekrano informacija būtų rodoma dideliu kontrastu, dideliu ryškumu ir dideliu greičiu. Plonos plėvelės tranzistoriaus simbolis parodytas žemiau.

Plonasluoksnės tranzistoriaus veikimo principas

Šie plonasluoksniai tranzistoriai veikia kaip atskiras jungiklis, leidžiantis labai greitai reguliuoti pikselių padėtį, kad jie įsijungtų ir išsijungtų daug greičiau. Šie tranzistoriai yra aktyvūs skystųjų kristalų ekranų elementai, kurie yra išdėstyti matricos pavidalu, kad LCD galėtų rodyti informaciją. Jie naudojami komerciniuose ekranuose, pavyzdžiui, skaitmeniniuose radiografijos detektoriuose, priekiniuose ekranuose ir daugelyje kitų.

Plonasluoksnė tranzistoriaus struktūra

TFT yra specialus lauko efekto tranzistorius, pagamintas tiesiog nusodinant aktyvaus puslaidininkinio sluoksnio plonas plėveles, dielektrinį sluoksnį ir užtvaro elektrodo sluoksnį ant lanksčios medžiagos, žinomos kaip substratas. Plonos plėvelės tranzistoriaus struktūra parodyta žemiau.

TFT sudaro skirtingi sluoksniai, pagaminti naudojant skirtingas medžiagas. Taigi, toliau aptariamos medžiagos, naudojamos kiekviename sluoksnyje.

Pirmasis TFT sluoksnis yra lankstus substratas, pagamintas iš mažų mikronų storio stiklo, metalų ir polimerų, tokių kaip polietileno terafalatas. Šis sluoksnis veikia kaip elektroninio įrenginio pagrindas.

Antrasis sluoksnis yra vartų elektrodas, pagamintas iš aliuminio, aukso arba chromo, atsižvelgiant į pritaikymą. Šis vartų elektrodas perduoda signalą plonasluoksniam puslaidininkiui, kuris sukelia kontaktą tarp šaltinio ir nutekėjimo.

Trečiasis sluoksnis yra izoliatorius, naudojamas siekiant išvengti elektros trumpojo jungimo tarp dviejų sluoksnių, pavyzdžiui, puslaidininkio sluoksnio ir vartų elektrodo.

Ketvirtasis sluoksnis yra elektrodo sluoksnis, pagamintas iš skirtingų laidininkų, tokių kaip sidabras, chromo aliuminis arba auksas, ir tiesiog nusodinamas ant puslaidininkių paviršių. Indžio alavo oksidas (ITO) naudojamas net šaltinio ir nutekėjimo elektrodų laidumui padengti. Visas prietaisas yra įdėtas į keramiką arba polimerinę medžiagą.

Plonasluoksnių tranzistorių gamybos procesas

Toliau aptariami skirtingi TFT gamybos sluoksniai.

• Pirma, pagrindo medžiaga chemiškai išvaloma reikiama rūgštimi arba baze, kad būtų pašalintos visos ant jo paviršiaus esančios talpyklos.
• Po to metaliniai vartų elektrodai tiesiog nusodinami ant pagrindo terminio garinimo procedūra. Keraminiai / polimeriniai elektrodai padengiami rašalinio spausdinimo / panardinimo procedūra.
• Izoliacinės dangos tiesiog nusodinamos ant vartų naudojant cheminio nusodinimo garais (CVD) arba plazmoje sustiprinto cheminio nusodinimo garais (PECVD) procesus.
• Puslaidininkių sluoksniai tiesiog padengiami panardinimu, jei tai yra purškiama arba polimerinė danga. Tiek šaltinis, tiek nutekėjimas yra panašūs į vartų elektrodo procedūrą – purškiamas / panardinamas dengimas arba terminis išgarinimas, kaip reikalauja tinkami kaukės sluoksniai.

Kaip prijungti plonasluoksnį tranzistorių?

Plonos plėvelės tranzistoriaus prijungimo schema parodyta žemiau. Šiame pavyzdyje naudojama p tipo puslaidininkinė medžiaga. Jei naudojama n tipo medžiaga, tada poliškumas bus priešingas. Tranzistorius veikia, kai tranzistorius yra pakreiptas, taikant neigiamą įtampą tarp išleidimo ir šaltinio kontaktų (VDS).

Kai tranzistorius išjungtas, tarp šaltinio ir išleidimo kontaktų nebus kaupiamas įkrovimas. Taigi, srovė negali tekėti tarp šaltinio ir išleidimo kontaktų. Norėdami įjungti tranzistorių, vartų gnybtui (VGS) taikoma neigiama poslinkio įtampa. Taigi krūvininkai, pavyzdžiui, skylės puslaidininkiuose, kaupsis prie vartų izoliacijos, kad sukurtų kanalą, leidžiantį srovei (ID) tekėti iš kanalizacijos į šaltinį.

Skirtumas b/w Plonasluoksnis tranzistorius vs Mosfet

Skirtumas tarp plonasluoksnių tranzistorių ir mosfeto yra toks.

Kuo plonasluoksnis tranzistorius skiriasi nuo įprasto tranzistoriaus?

Plonasluoksnis tranzistorius skiriasi nuo įprasto tranzistoriaus, nes; dauguma įprastų tranzistorių yra pagaminti iš labai gryno Si (silicio) ir Ge (germanio), o kartais naudojamos kai kurios kitos puslaidininkinės medžiagos. Plonasluoksniai tranzistoriai (TFT) gaminami iš įvairių puslaidininkinių medžiagų, tokių kaip silicis, cinko oksidas arba kadmio selenidas. TFT apima tris gnybtus, tokius kaip šaltinis, vartai ir nutekėjimas, o įprastą tranzistorių sudaro bazė, emiteris ir kolektorius.

Šie tranzistoriai veikia kaip jungikliai, leidžiantys pikseliams greitai reguliuoti būseną, kad jie labai greitai įsijungtų ir išsijungtų. Įprastas tranzistorius veikia kaip jungiklis arba stiprintuvas.

Privalumai ir trūkumai

The plonasluoksnių tranzistorių pranašumai įtraukti toliau nurodytus dalykus.

• Jie sunaudoja mažiau energijos.
• Jie turi greitesnį reakcijos laiką.
• TFT vaidina pagrindinį vaidmenį skaitmeninių ekranų pramonėje.
• Plona plėvelė tranzistoriai yra pagrindiniai lanksčios elektronikos elementai, kurie montuojami ant ekonomiško pagrindo
• Jie turi greitą, aukštesnį ir tikslesnį atsakymą.
• TFT ekranai turi ryškų matomumą.
• TFT ekranų fizinis dizainas yra puikus.
• Tai sumažina akių įtampą.

The plonasluoksnių tranzistorių trūkumai įtraukti toliau nurodytus dalykus.

• Jie priklauso nuo foninio apšvietimo, kad suteiktų ryškumą, o ne generuotų savo apšvietimą, todėl jiems reikia įmontuotų šviesos diodų foninio apšvietimo išdėstyme.
• Apribotas naudingumas dėl stiklo plokščių.
• TFT modulius galima nuskaityti tik tada, kai įjungiami šviesos diodai.
• TFT gali labai greitai išsikrauti akumuliatorių.
• TFT LCD yra brangūs, palyginti su įprastais vienspalviais ekranais.

Programos

The plonasluoksnių tranzistorių pritaikymas įtraukti toliau nurodytus dalykus.

• Plonasluoksnis tranzistorius plačiai naudojamas išmaniuosiuose telefonuose, kompiuteriuose, plokščiaekraniuose ekranuose, asmeniniuose skaitmeniniuose asistentuose ir vaizdo žaidimų sistemose.
• Geriausiai žinoma plonasluoksnių tranzistorių taikymas yra TFT LCD,
• Šie tranzistoriai vaidina svarbų vaidmenį dabartinių medžiagų chemijoje ir skaitmeniniuose ekranuose.
• TFT užsienyje naudojami įvairiose srityse, pavyzdžiui, organiniuose šviesos dioduose, plokščiuose ekranuose ir kituose elektroniniuose įrenginiuose.
• TFT plačiai naudojami kaip jutikliai rentgeno detektoriuose.
• TFT įrenginiai randami įvairiose jutiklių programose.
• TFT LCD naudojami vaizdo žaidimų sistemose, projektoriuose, navigacijos sistemose, delniniuose įrenginiuose, televizoriuose, asmeniniuose skaitmeniniuose asistentuose ir automobilių prietaisų skydeliuose.

Taigi, tai yra plonasluoksnio tranzistoriaus apžvalga arba TFT, kuris vaidina svarbų vaidmenį dabartiniuose skaitmeniniuose ekranuose. Jie yra patobulinti iki įprastų MOSFET, todėl jie pasižymi greitu atsako laiku ir taip pat gali išlaikyti elektros krūvį. Jie yra plačiai naudojami skystųjų kristalų ekranuose, o šiuo metu mokslininkai daugiausia dėmesio skiria naujų tipų plonasluoksnių tranzistorių įrenginių kūrimui. Štai jums klausimas, kas yra FET?