Ohutkalvotransistori: rakenne, toiminta, valmistusprosessi, liittäminen ja sen sovellukset

RCA (Radio Corporation of America) oli käyttänyt useita vuosia transistorien kokeiluun ja kehittämiseen. Vaikka RCA:n jäsen, John Wallmar 1957, kehitti ensimmäisen ohutkalvopatentin vuonna 1957. Sen jälkeen mikroelektroniikan ja puolijohteiden alalla syntyi sarja kehitystä, TFT eli Thin Film Transistor vuonna 1962. TFT:tä käytetään nestekidenäytöt parantamaan kuvan laatua, kuten kontrastia ja osoitettavuutta. TFT on parannettu versio MOSFET koska se käyttää ohuita kalvoja. Tässä artikkelissa käsitellään johdatusta a ohutkalvotransistori tai TFT – työskentely sovellusten kanssa.

Mikä on ohutkalvotransistori?

Ohutkalvotransistorin määritelmä on; FET- tai kenttätransistorityyppi, jota käytetään LCD-näytön jokaisessa yksittäisessä pikselissä ( nestekidenäyttö ) näyttääksesi näytön tiedot suurella kontrastilla, suurella kirkkaudella ja suurella nopeudella. Ohutkalvotransistorin symboli näkyy alla.

Ohutkalvotransistorin toimintaperiaate

Nämä ohutkalvotransistorit toimivat kuin yksittäinen kytkin, jonka avulla pikselit voivat säätää paikkaa hyvin nopeasti, jotta ne käynnistyvät ja sammuvat paljon nopeammin. Nämä transistorit ovat LCD-näytöissä olevia aktiivisia elementtejä, jotka on järjestetty matriisimuotoon, jotta LCD voi näyttää tietoa. Näitä käytetään kaupallisissa näyttösovelluksissa, kuten digitaalisissa radiografian ilmaisimissa, head-up-näytöissä ja monissa muissa.

Ohutkalvotransistorirakenne

TFT on erityinen kenttätehotransistori, joka valmistetaan yksinkertaisesti kerrostamalla aktiivisen puolijohdekerroksen ohuita kalvoja, dielektristä kerrosta ja hilaelektrodikerrosta joustavalle materiaalille, joka tunnetaan substraattina. Ohutkalvotransistorin rakenne on esitetty alla.

TFT sisältää erilaisia ​​kerroksia, jotka on valmistettu eri materiaaleista. Joten jokaisessa kerroksessa käytetyt materiaalit käsitellään alla.

Ensimmäinen TFT-kerros on joustava alusta, joka on valmistettu pienten mikrometrien paksuisesta lasista, metalleista ja polymeereistä, kuten polyeteeniterafalaatista. Tämä kerros toimii pohjana, johon elektroninen laite rakennetaan.

Toinen kerros on porttielektrodi, joka koostuu alumiinista, kullasta tai kromista sovelluksen mukaan. Tämä hilaelektrodi antaa signaalin ohutkalvopuolijohteelle, joka laukaisee kontaktin lähteen ja nielun välillä.

Kolmas kerros on eriste, jota käytetään välttämään sähköinen oikosulku kahden kerroksen, kuten puolijohdekerroksen ja hilaelektrodin, välillä.

Neljäs kerros on elektrodikerros, joka on valmistettu erilaisista johtimista, kuten hopeasta, kromialumiinista tai kullasta, ja kerrostetaan yksinkertaisesti puolijohtavien pintojen päälle. Jopa lähde- ja tyhjennyselektrodien johtavaan päällystämiseen käytetään indiumtinaoksidia (ITO). Koko laite on kapseloitu keraamiseen tai polymeerimateriaaliin.

Ohutkalvotransistorin valmistusprosessi

TFT-valmistuksen eri kerroksia käsitellään alla.

• Ensin alustamateriaali puhdistetaan kemiallisesti tarvittavalla hapolla tai emäksellä, jotta kaikki sen pinnalla olevat suojat poistetaan.
• Sen jälkeen metalliset hilaelektrodit yksinkertaisesti kerrostetaan alustalle lämpöhaihdutusmenettelyllä. Keraamiset/polymeerielektrodit levitetään mustesuihkutulostus-/kastopinnoitusmenetelmällä.
• Eristävät pinnoitteet yksinkertaisesti kerrostetaan portille kemiallisen höyrypinnoituksen (CVD) tai plasman tehostetun kemiallisen höyrypinnoitusprosessin (PECVD) avulla.
• Puolijohdekerrokset yksinkertaisesti kerrostetaan kastopinnoitteella, jos se on spray- tai polymeeripinnoite. Sekä lähde että tyhjennys ovat samanlaisia ​​kuin porttielektrodimenettelyssä – spray/dip pinnoitus tai lämpöhaihdutus sopivien maskikerrosten edellyttämällä tavalla.

Kuinka liittää ohutkalvotransistori?

Ohutkalvotransistorin kytkentäkaavio on esitetty alla. Tässä esimerkissä käytetään p-tyyppistä puolijohdemateriaalia. Jos se käyttää n-tyyppistä materiaalia, polariteetit ovat päinvastaiset. Transistori toimii, kun transistori on biasoitu kohdistamalla negatiivinen jännite nielu- ja lähdekontaktien (VDS) väliin.

Kun transistori on kytketty pois päältä, lähde- ja tyhjennyskoskettimien väliin ei kerry varausta. Joten virtaa ei voi kulkea lähde- ja tyhjennyskoskettimien välillä. Transistorin kytkemiseksi päälle negatiivinen esijännite syötetään hilaliittimeen (VGS). Joten varauksenkuljettajat, kuten puolijohteiden sisällä olevat reiät, kerääntyvät portin eristykseen muodostaen kanavan, joka sallii virran (ID) virrata viemäristä lähteeseen.

Ero b/w Ohutkalvotransistori Vs Mosfet

Ero ohutkalvotransistorien ja mosfetin välillä sisältää seuraavat.

Miten ohutkalvotransistori eroaa tavallisesta transistorista?

Ohutkalvotransistori on erilainen verrattuna normaaliin transistoriin, koska; useimmat normaalit transistorit on valmistettu erittäin puhtaasta Si:stä (pii) & Ge:stä (germanium) ja joskus käytetään muita puolijohdemateriaaleja. Ohutkalvotransistorit (TFT) valmistetaan erilaisista puolijohdemateriaaleista, kuten piistä, sinkkioksidista tai kadmiumselenidistä. TFT sisältää kolme liitintä, kuten lähde, portti ja nielu, kun taas normaali transistori sisältää kannan, emitterin ja kollektorin.

Nämä transistorit toimivat kytkiminä antamalla pikselien säätää tilaa nopeasti, jotta ne käynnistyvät ja sammuvat hyvin nopeasti. Normaali transistori toimii kytkimenä tai vahvistimena.

Hyödyt ja haitat

The ohutkalvotransistoreiden edut Sisällytä seuraavat.

• Ne kuluttavat vähemmän virtaa.
• Heillä on nopeampi reaktioaika.
• TFT:t ovat avainasemassa digitaalisten näyttöjen teollisuudessa.
• Ohut filmi transistorit ovat joustavan elektroniikan avainelementtejä, jotka toteutetaan taloudellisille alustoille
• Heillä on nopeat, korkeammat ja tarkat vastausprosentit.
• TFT-pohjaisissa näytöissä on terävä näkyvyys.
• TFT-pohjaisten näyttöjen fyysinen suunnittelu on erinomainen.
• Se vähentää silmien rasitusta.

The ohutkalvotransistoreiden haitat Sisällytä seuraavat.

• Ne ovat riippuvaisia ​​taustavalosta antaakseen kirkkautta sen sijaan, että ne tuottaisivat omaa valoaan, joten he tarvitsevat sisäänrakennettuja LED-valoja taustavalojärjestelyihinsä.
• Rajoitettu hyötykäyttö lasipaneelien takia.
• TFT-moduulit voidaan lukea vain, kun LED-valot ovat päällä.
• TFT:t voivat tyhjentää akun erittäin nopeasti.
• TFT-LCD-näytöt ovat kalliita verrattuna tyypillisiin yksivärisiin näyttöihin.

Sovellukset

The ohutkalvotransistorien sovellukset Sisällytä seuraavat.

• Ohutkalvotransistoria käytetään laajasti älypuhelimissa, tietokoneissa, litteissä näytöissä, henkilökohtaisissa digitaaliassistenteissa ja videopelijärjestelmissä.
• Tunnetuin ohutkalvotransistorisovellus on TFT LCD-näytöissä,
• Näillä transistoreilla on merkittävä rooli nykyisessä materiaalikemiassa ja digitaalisissa näytöissä.
• TFT:itä käytetään ulkomailla erilaisissa sovelluksissa, kuten orgaanisissa LED-valoissa, litteissä näytöissä ja muissa elektronisissa laitteissa.
• TFT:itä käytetään laajalti antureina röntgenilmaisimissa.
• TFT-laitteita löytyy erilaisista anturisovelluksista.
• TFT-LCD:itä käytetään videopelijärjestelmissä, projektoreissa, navigointijärjestelmissä, kannettavissa laitteissa, televisioissa, henkilökohtaisissa digitaaliassistenteissa ja autojen kojelaudoissa.

Näin ollen tämä on yleiskatsaus ohutkalvotransistorista tai TFT, jolla on merkittävä rooli nykyisissä digitaalisissa näytöissä. Nämä ovat kehittyneet perinteisiin MOSFETeihin, joten ne tarjoavat nopeat vasteajat ja pystyvät myös säilyttämään sähkövarauksen. Niillä on laaja valikoima sovelluksia LCD-näytöissä, ja tällä hetkellä tutkijat keskittyvät uudentyyppisten ohutkalvotransistorilaitteiden kehittämiseen. Tässä on sinulle kysymys, mikä on FET?