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第一百八十八章:第一顆碳化硅晶體管
更新時間:2021-11-05 作者:三寸寒秋
直播在荒野手搓核聚變 第一百八十八章:第一顆碳化硅晶體管
將冷卻凝固后的硅晶拿起來，韓元先檢查了一下硅晶的狀態，確認沒什么問題后，將其在鏡頭下展示了一下，道： “我手中的這個就是高純度的硅晶了，雖然還沒有經過檢測不知道它的純度具體能達到多少，但三氯氫硅氫還原法能將硅的程度提升到百分之九十點九九以上。” “這個純度級別的硅晶，就可以用來制造P型硅了。” 將制備出來的硅晶重新放入容器中進行融化，添加硼晶粉，然后攪拌均勻，持續進行加熱。 控制加熱時間，讓硼晶粉在硅晶中制造出數量足夠的空穴后將其鍍在碳化硅晶體上，形成一道多晶硅薄膜。 這個就是P極了。 處理好P極后，先修整一次形狀和大小，再將鋁用拉伸機拉成鋁線，對應連接上晶體管的三級，用融化的二氧化硅當觸點進行固定。 處理好后的碳化硅晶體通過機床再進行打磨，同時切削掉多余的外圍部分，再融化塑膠將處理過后的碳化硅晶體包裹一層，成型后就是一個完整的信號放大晶體了。 融硅、制P、鍍層、打磨、聚塑，這些過程簡單易懂，甚至直播間中的絕大部分觀眾都能看懂，只是步驟較多，耗費的時間比較長而已。 直至下午四點多，忙忙碌碌了近十個小時，韓元才將第一顆碳化硅晶體管制備出來。 小小的晶體管體積不大也不小，形狀扁平，長著三只腳，正如他之前預計的一樣，和大拇指的指甲蓋差不多大小，還不到一平方厘米。 手中拿著這顆小小的晶體管，韓元的心也提了起來，帶著一絲緊張道： “現在碳化硅晶體管已經制造完成了，接下來我將對其進行一步最重要的環節，那就是‘測試’。” “這顆晶體管是信號放大晶體管，如果它能正常的擴大電信號，那么這代表著我的晶體管計算機或許能制造出來。” “是成功進入信息時代，還是失敗，就看接下來的測試了！” 聞言，直播間里面的觀眾心中亦帶上一絲緊張和興奮。 奧利給！ 沖沖沖！ 加油啊，主播！一定要過。 手搓晶體管，真是不可思議，牛逼炸了。 晶體管是CPU里的嗎？ 人類歷史上最偉大的發明晶體管！ 這個直播讓我聯想到輻射世界觀里那個一直沒有被發明出來的晶體管，讓那個世界走向完全不同的道路 最偉大的發明我覺得不是，電才是最偉大的發明吧？ 我覺得是火，沒有火，人類吃不了熟食，開發不了大腦，后面也就無從談起了。 改變世界的發明——電ByNikolaTesla！ 學半導體的路過這也太硬核了！ 帶著第一顆制備出來的信號放大晶體管，韓元直奔化學實驗室旁邊的物理實驗室。 物理實驗室是一級任務中后面建的，緊挨著化學實驗室。 里面存放的，是他在一級任務中制造出來的各種工業電器。 有熔斷開關、開關電器、電壓表、電流表、測試表等各種工業電器和實驗電器，包括備用發電機、電動機都有。 因為化學實驗中需要用到電器的地方目前來說并不是很多，再加上物理實驗室離化學實驗室很近。 就兩步路的距離，所以韓元也沒將電壓電流測試表這些東西搬一些到里面。 來到物理實驗室中，先組裝測試儀器。 帶銅線的電夾、電流測試表、電壓測試表、不同阻值的電阻、電線、繼電板、硫酸電池等電器。 這些東西互相串聯在一起，形成一套可以測試電流和電壓大小的組件。 其功能類似于現代化的電流萬能表。 通過硫酸電池來輸出直流電，然后經過不同阻值的電阻來進行降低電壓。 每經過一個電阻就會有一個電流電壓測試表來現實變壓后的電流電壓大小。 最終經過多次變壓后，達到符合測試要求的電流。 由于是第一次進行測試，韓元擔心電流過大會燒壞碳化硅晶體管，所以多設置了幾個電阻，將輸出電流調節到了3V和100微安。 這個數值的電流在通過大多數的晶體管時基本都不會出現太大的問題。 串聯好電流、調整好組件的輸出電流和電壓后，韓元將碳化硅晶體管三極中的P極和N極接入組件中。 剩下的，只要他將硫酸電池的電源連上就可以了。 這一次，不用韓元提示，直播間里面的觀眾也都知道接下里就是關鍵時候了，虛擬屏幕上的彈幕都少了不少。 所有人都等待著電源的連通，等待著最后時刻的到來。 蹲守在直播間中的各國科研學者們甚至連眼睛都不眨一下的緊緊盯著直播。 因為韓元給碳化硅晶材注入鋁離子時使用的特別方法，引起了他們的關注。 所有研究這方面的科學家都想知道，通過這種方式摻雜注入的N漂移層能否正常工作。 深吸了幾口空調吹出來的冷氣，平緩了一下心跳，一咬牙，韓元將手中的電夾夾在了硫酸電池的電極上。 是成功，還是失敗，都逃不過的。 電源連通后，韓元立刻轉移視線，看向電流測試表，伴隨在身旁的拍攝設備也同步將電流表拍進了直播中。 隨著電流測試表指針的跳動，短短兩秒的沉寂后，虛擬屏幕上的彈幕猛然劇增。 動了！動了！ 指針動了！ 成功了嗎？ 牛逼！主播賽高！ 這個成功了嗎？主播？電表指針動了！ 電表指針動了只代表這個晶體管能導電，至于是否可以成功控制放大電流，這個還要具體判斷。 硫酸電池的電源連上后，韓元就一眨不眨的注視著兩只電流測試表。 當看到兩只電流測試表的指針同時跳動起來，而且第一只電流測試表上的讀數明顯和第二只表不同時，他的心臟也劇烈跳動了起來，臉上僵硬的表情亦緩解了下來，露出了個燦爛的笑容。 他成功了！ 第一顆制備出來的碳化硅信號放大晶體管成功了！ 迫不及待的，韓元開口和直播間中的觀眾分享這個喜悅的心情。 “朋友們！” “我成功了！” “這一顆碳化硅信號放大晶體管，成功起作用了！” “第一只電流測表上的讀數是一百微安，而第二只電流測試表上的讀數是十九點七毫安。” “這兩組數字，意味著輸入的電流在經過碳化硅晶體管后，從集電區形成集電極電流。” “一百微安到十九點七毫安，也就說，電流效應被放大了接近兩百倍。” “這個數字，足以證實我制造的碳化硅晶體管成功了！” 聞言，直播間中的觀眾也紛紛發送彈幕表示恭喜和夸贊。 厲害了，我的哥！ 放大兩百倍！牛逼！ 這個是真的牛逼啊，一個人從零開始，手搓晶體管，以后是不是還會搓芯片啊？ 肯定會的，上午主播還說了要制造單晶硅，如果不搓芯片，制單晶硅干啥？ 麻蛋，這主播有系統吧？ 要不是外星人，要不就是有系統，一個人手搓芯片，這絕對不是地球人能做的出來的事情。 我也好像要一個系統啊！！！ 我重生就夠了，我都記住幾十組彩票和世界杯了（狗頭） 好家伙，樓上這是有準備啊。 輸入一百微安的電流，可以輸出近二十毫安的電流？這種技術為啥不用來發電？ ？？？？？這就又開始不遵守能量守恒了？ 我高中老師說過，誰要說永動機可以制造出來，可以直接刮他大耳巴子。 樓上這很刑啊。 看著討論的正歡的彈幕，韓元笑道：“從輸入一百微安到輸出十九毫安，這并不代表能量不守恒。” “晶體管放大電流的原理在于通電后發射區向基區發射電子，電子進入基區后，先在靠近發射結的附近密集，漸漸形成電子濃度差。” “在濃度差的作用下，促使電子流在基區中向集電結擴散，被集電結電場拉入集電區形成集電極電流。” “從而使晶體管具有電流放大作用。” “就類似積少成多一樣。” “現在兩張電流測試表已經成功的驗證了我制造出來的晶體管具有放大作用，那么接下來就是對其穩定性進行測試了。” 說著，韓元將碳化硅晶體管拆了下來，然后開始一次又一次的調整輸入電流，并入晶體管進行測試。 每一次的測試，他都會用紙和筆將輸入電流和集電電流的強度記錄下來。 “第一次：輸入100微安，集電19.7毫安，電流擴大197倍......” “第二次：輸入125微安，集電24.4毫安，電流擴大195倍...... “第三次：輸入75微安，集電14.7毫安，電流擴大197倍......” “第四次：輸入300微安，集電59.6毫安，電流擴大199倍......” 十幾次測試下來，最終的結果以表格的方式呈現在一張紙上。 碳化硅晶體管放大電信號的穩定性出乎了韓元的意料，也震驚到了直播間中蹲守收看的科研人員。 三位數的電流擴大效應并不算什么，但電流擴大的穩定性效應卻及其可怕。 上下波動不超過五倍，這簡直難以讓人相信。 如果說這是集成芯片上的晶體，那做到這種地步的確是有可能的。 但別忘了，這是一枚及其簡陋的碳化硅晶體管。 制造過程他們全程都看在眼中，這名主播沒有使用任何高精密儀器，也沒有使用光刻膠、單晶硅等尖端材料。 最高層次的技術，莫過于在制造N漂移層時使用‘電熱離子滲透法’。 “如果說，將這種技術應用到芯片的硅基底上會怎么樣？” 在震驚過后，研究這一方面的科研學家腦海中都冒出來了一個大膽的想法。 畢竟晶體管的碳化硅基底的制造和芯片硅基底的制造在某些程度上是有相同步驟的。 比如鋁離子的注入，溝槽的侵蝕，這些東西都完全可以應用起來。 更關鍵的是，這名主播制造P型硅的時候，使用的是多晶硅！ 多晶硅和單晶硅雖然只有一字之差，但兩者的制造難度截然不同。 如果能用多晶硅來代替單晶硅當做芯片的硅基的話 想到這，所有科研學者的呼吸不由自主的沉重了起來。 模擬空間中，韓元并不知道自己今天的實驗給外界帶來的震撼。 他還在忙碌著給碳化硅晶體管進行測試并記錄所有的數據。 太陽落山，時間又至夜晚。 物理實驗室的電燈早已經升起，而通過不斷的進行測試后，韓元也順利的完成了針對這枚晶體管的‘放大能力’的檢測。 至于剩下的工作，放到明天來做。 畢竟針對性的測試并不少。 除了放大能力檢測外，他還需要檢測這枚碳化硅晶體管的反向擊穿電流，電壓檢測、達林頓管檢測、以及極限參數檢測等。 在順利通過這些檢測后，這枚晶體管才能應用到晶體管計算機上。 這些檢測并不是一天兩天就能完成的，耗時可能要半個月以上。 而且有些檢測的設備他手中還沒有，需要進行制造。 除此之外，針對性的檢測也不是一枚碳化硅晶體管能搞定的，他還需要再制造出來幾十上百枚同類型的晶體管才可以確認這種制造方法沒有問題。 所以韓元已經準備將接下里一個多月的時間全都耗在這上面了。 但無論如何，第一顆碳化硅電信號放大晶體管算是制造成功了，有了這個基礎，接下來其他種類晶體管的制造會容易很多。 就像你攀登上了珠穆朗瑪峰后，再去爬其他山峰一樣。 盡管依舊艱辛，但難度卻已經不在一個檔次了。 懷著激動，韓元和直播間中的觀眾打了個招呼后便停下了直播。 收拾實驗室，整體資料，他準備回去弄點好吃的犒勞一下自己了。 一次制造，就能成功的將碳化硅晶體管制造出來，這已經很不可思議了。 盡管這枚晶體管還未完全通過測試，但也值得慶祝一下。 直播在荒野手搓核聚變 第一百八十八章:第一顆碳化硅晶體管
將冷卻凝固后的硅晶拿起來，韓元先檢查了一下硅晶的狀態，確認沒什么問題后，將其在鏡頭下展示了一下，道： “我手中的這個就是高純度的硅晶了，雖然還沒有經過檢測不知道它的純度具體能達到多少，但三氯氫硅氫還原法能將硅的程度提升到百分之九十點九九以上。” “這個純度級別的硅晶，就可以用來制造P型硅了。” 將制備出來的硅晶重新放入容器中進行融化，添加硼晶粉，然后攪拌均勻，持續進行加熱。 控制加熱時間，讓硼晶粉在硅晶中制造出數量足夠的空穴后將其鍍在碳化硅晶體上，形成一道多晶硅薄膜。 這個就是P極了。 處理好P極后，先修整一次形狀和大小，再將鋁用拉伸機拉成鋁線，對應連接上晶體管的三級，用融化的二氧化硅當觸點進行固定。 處理好后的碳化硅晶體通過機床再進行打磨，同時切削掉多余的外圍部分，再融化塑膠將處理過后的碳化硅晶體包裹一層，成型后就是一個完整的信號放大晶體了。 融硅、制P、鍍層、打磨、聚塑，這些過程簡單易懂，甚至直播間中的絕大部分觀眾都能看懂，只是步驟較多，耗費的時間比較長而已。 直至下午四點多，忙忙碌碌了近十個小時，韓元才將第一顆碳化硅晶體管制備出來。 小小的晶體管體積不大也不小，形狀扁平，長著三只腳，正如他之前預計的一樣，和大拇指的指甲蓋差不多大小，還不到一平方厘米。 手中拿著這顆小小的晶體管，韓元的心也提了起來，帶著一絲緊張道： “現在碳化硅晶體管已經制造完成了，接下來我將對其進行一步最重要的環節，那就是‘測試’。” “這顆晶體管是信號放大晶體管，如果它能正常的擴大電信號，那么這代表著我的晶體管計算機或許能制造出來。” “是成功進入信息時代，還是失敗，就看接下來的測試了！” 聞言，直播間里面的觀眾心中亦帶上一絲緊張和興奮。 奧利給！ 沖沖沖！ 加油啊，主播！一定要過。 手搓晶體管，真是不可思議，牛逼炸了。 晶體管是CPU里的嗎？ 人類歷史上最偉大的發明晶體管！ 這個直播讓我聯想到輻射世界觀里那個一直沒有被發明出來的晶體管，讓那個世界走向完全不同的道路 最偉大的發明我覺得不是，電才是最偉大的發明吧？ 我覺得是火，沒有火，人類吃不了熟食，開發不了大腦，后面也就無從談起了。 改變世界的發明——電ByNikolaTesla！ 學半導體的路過這也太硬核了！ 帶著第一顆制備出來的信號放大晶體管，韓元直奔化學實驗室旁邊的物理實驗室。 物理實驗室是一級任務中后面建的，緊挨著化學實驗室。 里面存放的，是他在一級任務中制造出來的各種工業電器。 有熔斷開關、開關電器、電壓表、電流表、測試表等各種工業電器和實驗電器，包括備用發電機、電動機都有。 因為化學實驗中需要用到電器的地方目前來說并不是很多，再加上物理實驗室離化學實驗室很近。 就兩步路的距離，所以韓元也沒將電壓電流測試表這些東西搬一些到里面。 來到物理實驗室中，先組裝測試儀器。 帶銅線的電夾、電流測試表、電壓測試表、不同阻值的電阻、電線、繼電板、硫酸電池等電器。 這些東西互相串聯在一起，形成一套可以測試電流和電壓大小的組件。 其功能類似于現代化的電流萬能表。 通過硫酸電池來輸出直流電，然后經過不同阻值的電阻來進行降低電壓。 每經過一個電阻就會有一個電流電壓測試表來現實變壓后的電流電壓大小。 最終經過多次變壓后，達到符合測試要求的電流。 由于是第一次進行測試，韓元擔心電流過大會燒壞碳化硅晶體管，所以多設置了幾個電阻，將輸出電流調節到了3V和100微安。 這個數值的電流在通過大多數的晶體管時基本都不會出現太大的問題。 串聯好電流、調整好組件的輸出電流和電壓后，韓元將碳化硅晶體管三極中的P極和N極接入組件中。 剩下的，只要他將硫酸電池的電源連上就可以了。 這一次，不用韓元提示，直播間里面的觀眾也都知道接下里就是關鍵時候了，虛擬屏幕上的彈幕都少了不少。 所有人都等待著電源的連通，等待著最后時刻的到來。 蹲守在直播間中的各國科研學者們甚至連眼睛都不眨一下的緊緊盯著直播。 因為韓元給碳化硅晶材注入鋁離子時使用的特別方法，引起了他們的關注。 所有研究這方面的科學家都想知道，通過這種方式摻雜注入的N漂移層能否正常工作。 深吸了幾口空調吹出來的冷氣，平緩了一下心跳，一咬牙，韓元將手中的電夾夾在了硫酸電池的電極上。 是成功，還是失敗，都逃不過的。 電源連通后，韓元立刻轉移視線，看向電流測試表，伴隨在身旁的拍攝設備也同步將電流表拍進了直播中。 隨著電流測試表指針的跳動，短短兩秒的沉寂后，虛擬屏幕上的彈幕猛然劇增。 動了！動了！ 指針動了！ 成功了嗎？ 牛逼！主播賽高！ 這個成功了嗎？主播？電表指針動了！ 電表指針動了只代表這個晶體管能導電，至于是否可以成功控制放大電流，這個還要具體判斷。 硫酸電池的電源連上后，韓元就一眨不眨的注視著兩只電流測試表。 當看到兩只電流測試表的指針同時跳動起來，而且第一只電流測試表上的讀數明顯和第二只表不同時，他的心臟也劇烈跳動了起來，臉上僵硬的表情亦緩解了下來，露出了個燦爛的笑容。 他成功了！ 第一顆制備出來的碳化硅信號放大晶體管成功了！ 迫不及待的，韓元開口和直播間中的觀眾分享這個喜悅的心情。 “朋友們！” “我成功了！” “這一顆碳化硅信號放大晶體管，成功起作用了！” “第一只電流測表上的讀數是一百微安，而第二只電流測試表上的讀數是十九點七毫安。” “這兩組數字，意味著輸入的電流在經過碳化硅晶體管后，從集電區形成集電極電流。” “一百微安到十九點七毫安，也就說，電流效應被放大了接近兩百倍。” “這個數字，足以證實我制造的碳化硅晶體管成功了！” 聞言，直播間中的觀眾也紛紛發送彈幕表示恭喜和夸贊。 厲害了，我的哥！ 放大兩百倍！牛逼！ 這個是真的牛逼啊，一個人從零開始，手搓晶體管，以后是不是還會搓芯片啊？ 肯定會的，上午主播還說了要制造單晶硅，如果不搓芯片，制單晶硅干啥？ 麻蛋，這主播有系統吧？ 要不是外星人，要不就是有系統，一個人手搓芯片，這絕對不是地球人能做的出來的事情。 我也好像要一個系統啊！！！ 我重生就夠了，我都記住幾十組彩票和世界杯了（狗頭） 好家伙，樓上這是有準備啊。 輸入一百微安的電流，可以輸出近二十毫安的電流？這種技術為啥不用來發電？ ？？？？？這就又開始不遵守能量守恒了？ 我高中老師說過，誰要說永動機可以制造出來，可以直接刮他大耳巴子。 樓上這很刑啊。 看著討論的正歡的彈幕，韓元笑道：“從輸入一百微安到輸出十九毫安，這并不代表能量不守恒。” “晶體管放大電流的原理在于通電后發射區向基區發射電子，電子進入基區后，先在靠近發射結的附近密集，漸漸形成電子濃度差。” “在濃度差的作用下，促使電子流在基區中向集電結擴散，被集電結電場拉入集電區形成集電極電流。” “從而使晶體管具有電流放大作用。” “就類似積少成多一樣。” “現在兩張電流測試表已經成功的驗證了我制造出來的晶體管具有放大作用，那么接下來就是對其穩定性進行測試了。” 說著，韓元將碳化硅晶體管拆了下來，然后開始一次又一次的調整輸入電流，并入晶體管進行測試。 每一次的測試，他都會用紙和筆將輸入電流和集電電流的強度記錄下來。 “第一次：輸入100微安，集電19.7毫安，電流擴大197倍......” “第二次：輸入125微安，集電24.4毫安，電流擴大195倍...... “第三次：輸入75微安，集電14.7毫安，電流擴大197倍......” “第四次：輸入300微安，集電59.6毫安，電流擴大199倍......” 十幾次測試下來，最終的結果以表格的方式呈現在一張紙上。 碳化硅晶體管放大電信號的穩定性出乎了韓元的意料，也震驚到了直播間中蹲守收看的科研人員。 三位數的電流擴大效應并不算什么，但電流擴大的穩定性效應卻及其可怕。 上下波動不超過五倍，這簡直難以讓人相信。 如果說這是集成芯片上的晶體，那做到這種地步的確是有可能的。 但別忘了，這是一枚及其簡陋的碳化硅晶體管。 制造過程他們全程都看在眼中，這名主播沒有使用任何高精密儀器，也沒有使用光刻膠、單晶硅等尖端材料。 最高層次的技術，莫過于在制造N漂移層時使用‘電熱離子滲透法’。 “如果說，將這種技術應用到芯片的硅基底上會怎么樣？” 在震驚過后，研究這一方面的科研學家腦海中都冒出來了一個大膽的想法。 畢竟晶體管的碳化硅基底的制造和芯片硅基底的制造在某些程度上是有相同步驟的。 比如鋁離子的注入，溝槽的侵蝕，這些東西都完全可以應用起來。 更關鍵的是，這名主播制造P型硅的時候，使用的是多晶硅！ 多晶硅和單晶硅雖然只有一字之差，但兩者的制造難度截然不同。 如果能用多晶硅來代替單晶硅當做芯片的硅基的話 想到這，所有科研學者的呼吸不由自主的沉重了起來。 模擬空間中，韓元并不知道自己今天的實驗給外界帶來的震撼。 他還在忙碌著給碳化硅晶體管進行測試并記錄所有的數據。 太陽落山，時間又至夜晚。 物理實驗室的電燈早已經升起，而通過不斷的進行測試后，韓元也順利的完成了針對這枚晶體管的‘放大能力’的檢測。 至于剩下的工作，放到明天來做。 畢竟針對性的測試并不少。 除了放大能力檢測外，他還需要檢測這枚碳化硅晶體管的反向擊穿電流，電壓檢測、達林頓管檢測、以及極限參數檢測等。 在順利通過這些檢測后，這枚晶體管才能應用到晶體管計算機上。 這些檢測并不是一天兩天就能完成的，耗時可能要半個月以上。 而且有些檢測的設備他手中還沒有，需要進行制造。 除此之外，針對性的檢測也不是一枚碳化硅晶體管能搞定的，他還需要再制造出來幾十上百枚同類型的晶體管才可以確認這種制造方法沒有問題。 所以韓元已經準備將接下里一個多月的時間全都耗在這上面了。 但無論如何，第一顆碳化硅電信號放大晶體管算是制造成功了，有了這個基礎，接下來其他種類晶體管的制造會容易很多。 就像你攀登上了珠穆朗瑪峰后，再去爬其他山峰一樣。 盡管依舊艱辛，但難度卻已經不在一個檔次了。 懷著激動，韓元和直播間中的觀眾打了個招呼后便停下了直播。 收拾實驗室，整體資料，他準備回去弄點好吃的犒勞一下自己了。 一次制造，就能成功的將碳化硅晶體管制造出來，這已經很不可思議了。 盡管這枚晶體管還未完全通過測試，但也值得慶祝一下。 直播在荒野手搓核聚變 第一百八十八章:第一顆碳化硅晶體管
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