Є транзистор єдиним електронним компонентом на процесорі?

Я нещодавно читав про процесори і дізнався, що всі логічні блоки та пам'ять на процесорі можуть бути зроблені з транзисторів. Так це єдиний електронний компонент на процесорі?

Правка (зроблено після перших двох відповідей): Але створення процесора говорить лише про проектування діаграм транзисторів (можливо, це головна частина). Але як додаткові компоненти, такі як діоди, конденсатори тощо, додаються до процесора?

Логічні блоки та спогади можуть бути зроблені лише з транзисторів. Важливе питання: чи всі схеми на процесорах є логічними блоками та пам'яттю, чи є ще щось?

Відповідь, завжди є якісь інші схеми. Ось кілька прикладів:

• Схеми захисту ОУР часто використовують діоди та резистори
• Внутрішні байпасні конденсатори : насправді вони можуть бути виготовлені просто з транзисторних воріт, але вони також часто виготовляються в металевих шарах.
• Аналогічні блоки, такі як внутрішні регулятори LDO, посилання на пропускну здатність, компаратори, що включають перезавантаження, тощо, як правило, найкраще реалізуються з деякими резисторами серед транзисторів. Можливо, можливо, позбутися від резисторів і використовувати 100% транзистори в деяких із цих випадків, але це не обов'язково оптимально.
• Внутрішні осцилятори можуть використовувати схеми резервуарів для індуктор-конденсатора (ЖК) (хоча індуктори настільки великі, що не є рентабельними для сучасних процесорів загального призначення).
• І т.д.

Я думаю, що ви повинні дивитися на це навпаки: процесори виготовляються з кроками (імплантація, літографія, травлення, осадження матеріалів). Якщо ви сконструюєте кроки та шари певним чином, ви отримаєте пару CMOS (MOSFET типу N ліворуч, MOSFET типу P праворуч), корисну для виготовлення інверторів, а потім запустити всю логічну річ, щоб врешті створити всі Логічні блоки процесора.

Але процесорам потрібні інші види пристроїв, для ESD або інтеграції пам'яті чи будь-чого іншого. Для цього можна спроектувати шари іншим способом і отримати резистори (використовуючи полісиліконові шари або леговану підкладку), виготовивши з матеріалу довгу лінію:

У цьому полягає суть того, що зробило планарну технологію ІС такою руйнівною ідеєю: з простих кроків ви можете побудувати (майже) що завгодно.

Більшість компонентів процесора - це транзистори, але можна виготовити й інші компоненти.

Діод виготовляється або з PN-з'єднання, або з металевого напівпровідникового з'єднання з відповідним рівнем легування в напівпровіднику.

Резистор може бути виготовлений з довгої смуги матеріалу (можливо металу на одному з металевих шарів, можливо напівпровідника на напівпровідниковому шарі).

Конденсатор може складатися з двох струмопровідних матеріалів з тонким ізоляційним шаром посередині (подібний до затвору мосфета, але більший).

Проблема з резисторами та конденсаторами полягає в тому, що немає хорошого способу отримання великих значень в ІС. Часто резистор або конденсатор можуть в кінцевому підсумку займати ту саму площу, як і багато транзисторів. Часто з точки зору кремнію дешевше використовувати спеціальний транзистор замість резистора.

Ні, є також діоди, резистори, конденсатори та індуктори, а може бути й інші.

Але як додаткові компоненти, такі як діоди, конденсатори тощо, додаються до процесора?

Ну ви можете зробити будь-які електронні компоненти від тільки кремнію .

Кремній має цікаві особливості. Легований кремній - це напівпровідник , що означає, що він може робити резистори , оскільки будь-який нормальний провідник має опір. Його навіть можна використовувати як дроти, хоча і не дуже ефективно. На практиці буде використовуватися полісилікон , наприклад мікросхеми 8087

... складається з крихітного кремнієвого штампу, з областями кремнію, легованих домішками, щоб надати їм бажані напівпровідникові властивості. Поверх кремнію полісиліцій (особливий тип кремнію) утворював дроти та транзистори. Нарешті, шар металу зверху з'єднав схему

http://www.righto.com/2018/09/two-bits-per-transistor-high-density.html?m=1

Якщо скласти NP напівпровідники разом, це діод , тому що це структура діодів. Складання PNP або NPN разом робить транзистори . При поєднанні з киснем він перетворюється на діоксид кремнію, який більше не проводить, і його можна використовувати для створення ділянки навколо проводів та провідних елементів.

Конденсатори також дуже легко створити, просто ізолятор (діоксид кремнію), як діелектрик між двома провідними пластинами (кремній).

За допомогою транзисторів, резисторів та конденсаторів ви можете зробити підсилювач, який потім може бути використаний для імітації індуктора без будь-якої котушки, з меншою витратою площі, ніж реальна індукційна котушка. Класно, чи не так?

Вище - один із способів створення імітованої індуктивності. Ви можете знайти більше способів зробити це в наведених нижче посиланнях

• Перетворювач загального опору
• Чому оп-підсилювачі замінюють індуктори (L) в активних фільтрах?
• Створіть модельований індуктор з плаваючою потужністю за допомогою стандартних підсилювачів
• Модельована індуктивність
• Моделювання індуктивності за допомогою opamps, фільтрів другого порядку, наближення Баттерворта

Звичайно, якщо вам потрібна більша індуктивність або ємність, можливо, доведеться використовувати окрему зовнішню котушку або конденсатор.

Так, процесор повністю виготовлений з транзисторів і проводів.

Це залежить від того, що ви маєте на увазі під "електронним компонентом" та "процесором". Якщо ви обмежите це напівпровідниковими пристроями та власне самим процесорним блоком, то так, ЦП складається з транзисторів.

Якщо ви включаєте IO, у вас є кілька високовольтних транзисторів і затискачів, плюс осередки захисту ESD (які можуть використовувати транзистори та / або діоди). Якщо ви дозволяєте пасивні компоненти, у вас є дроти, виготовлені з металу або полісилікону. Звичайно, діоди можна виготовити і з BJT.

Транзистори та дроти є єдиними компонентами багатьох інтегральних мікросхем, включаючи багато мікросхем процесора.

Деякі мікропроцесори мають інші компоненти на тій же мікросхемі, що і процесор.

Якщо ви включите весь мікросхему, то у вас може бути будь-яка кількість аналогових компонентів: діоди для вимірювання температури, аналогові цифрові перетворювачі, регулятори напруги LDO, кристалічні генератори, підсилювачі чуття для пам'яті та (можливо, найчастіше) схеми скидання живлення . Вони використовують пасивні компоненти. Резистори є найпоширенішими і бувають різних типів:

• Полісиліцій - низька стійкість, добре переноситься, також використовується для проводів
• N-well - Висока стійкість, жахлива толерантність і темпко
• Дифузія - Добрий посередній
• Дивні речі, як негативні резистори tempco

Конденсатори, як правило, набагато більше, ніж резистори. Вони виготовлені із штабелів з оксиду-напівпровідника з металу або поліоксиду-полі. Можна також використовувати PN-з'єднувальну ємність або ємність між паралельними проводами в металевому шарі.

Індуктори, як правило, занадто великі для використання в будь-яких схемах, але найвищій частоті (> 1 ГГц). Вони виготовлені із спіралей з металу.

Існують також екстра-спеціальні транзистори на зразок типу, який використовується у флеш-пам'яті та DRAM. Вони, безумовно, у своєму класі.

У реальному світі немає такого компонента, як "ідеальний транзистор". Транзистор - це також резистор, конденсатор, пара діодів, низьковольтний діод Зенера тощо. Усі ці побічні ефекти беруть участь у роботі процесора, навіть якщо деякі з них можуть бути небажаними (паразитичні елементи).

Отже, процесор не можна було б зробити з "ідеальних транзисторів", але реальні транзистори можуть бути замінені іншими необхідними елементами. Однак в деяких випадках це не є оптимальним, оскільки виділені резистори або конденсатори простіші і працюють краще.