트랜지스터는 CPU의 유일한 전자 부품입니까?

나는 최근 CPU에 대해 읽었으며 CPU의 모든 논리 블록과 메모리를 트랜지스터로 만들 수 있다는 것을 알게되었습니다. CPU의 유일한 전자 부품입니까?

편집 (처음 두 답변 후에 만들어 짐) : 그러나 CPU 만들기는 트랜지스터 다이어그램 투영에 대해서만 이야기합니다 (주요 부분 일 수 있음). 그러나 다이오드, 커패시터 등과 같은 추가 구성 요소가 CPU에 어떻게 추가됩니까?

논리 블록 및 메모리는 트랜지스터로만 만들 수 있습니다. 중요한 질문은 : CPU의 모든 회로가 논리 블록 및 메모리입니까, 아니면 다른 것이 있습니까?

대답은 항상 거기에있다 몇 가지 다른 회로가. 여기 몇 가지 예가 있어요.

• ESD 보호 회로는 종종 다이오드 와 저항을 사용합니다
• 내부 바이 패스 커패시터 : 실제로 이들은 트랜지스터 게이트로만 만들 수 있지만 종종 금속 층으로도 만들어집니다.
• 내부 LDO 레귤레이터, 밴드 갭 레퍼런스, power-on-reset 비교기 등과 같은 아날로그 블록은 일반적으로 트랜지스터 중 일부 저항 으로 가장 잘 구현됩니다 . 이러한 경우 저항을 제거하고 100 % 트랜지스터를 사용하는 것이 가능할 수도 있지만 반드시 최적은 아닙니다.
• 내부 발진기는 인덕터 커패시터 (LC) 탱크 회로를 사용할 수 있습니다 (인덕터가 너무 커서 현대의 범용 CPU에서는 비용 효율적이지 않음).
• 등

CPU는 단계 (이식, 리소그래피, 에칭, 재료 증착)로 만들어집니다. 단계와 레이어를 특정 방식으로 설계하면 인버터를 만드는 데 유용한 CMOS 커플 (왼쪽의 N 형 MOSFET, 오른쪽의 P 형 MOSFET)을 얻습니다. CPU 로직 블록.

그러나 CPU는 ESD 또는 메모리 통합 등을 위해 다른 종류의 장치가 필요합니다. 이를 위해 다른 방식으로 레이어를 디자인하고 긴 라인의 재료를 만들어서 폴리 실리콘 레이어 또는 도핑 된 기판을 사용하여 저항을 얻을 수 있습니다.

이것이 평면 IC 기술을 파괴적인 아이디어로 만든 핵심 요소입니다. 간단한 단계에서 거의 모든 것을 만들 수 있습니다.

CPU의 구성 요소 대부분은 트랜지스터이지만 다른 구성 요소도 만들 수 있습니다.

다이오드는 반도체에 적절한 레벨의 도핑을 갖는 PN 접합 또는 금속 반도체 접합으로 만들어진다.

저항기는 긴 재료 스트립 (금속 층 중 하나의 금속, 반도체 층의 반도체 일 수 있음)으로 만들 수 있습니다.

커패시터는 (이끼의 게이트와 유사하지만 더 큰) 사이에 얇은 절연 층을 갖는 2 개의 전도성 재료로 구성 될 수있다.

저항 및 커패시터의 문제는 IC에서 큰 값을 만드는 좋은 방법이 없다는 것입니다. 종종 저항이나 커패시터는 많은 트랜지스터와 동일한 영역을 차지할 수 있습니다. 저항 대신 특수 트랜지스터를 사용하는 것이 실리콘 면적면에서 종종 저렴합니다.

아니요, 다이오드, 저항기, 커패시터 및 인덕터 등도 있습니다.

그러나 다이오드, 커패시터 등과 같은 추가 구성 요소가 CPU에 어떻게 추가됩니까?

실리콘만으로 전자 부품 을 만들 수 있습니다 .

실리콘에는 흥미로운 기능이 있습니다. 도핑 된 실리콘은 반도체 이므로 일반적인 도체에 저항 이 있기 때문에 저항 을 만들 수 있습니다 . 비록 효율적이지는 않지만 와이어로도 사용할 수 있습니다. 실제로 는 8087 칩과 같은 폴리 실리콘이 사용됩니다 .

... 소형의 실리콘 다이로 구성되며, 실리콘 영역에 불순물이 도핑되어 원하는 반도체 특성을 제공합니다. 실리콘 위에 폴리 실리콘 (특수 유형의 실리콘)이 와이어와 트랜지스터를 형성했습니다. 마지막으로 상단의 금속 층이 회로를 서로 연결했습니다.

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

NP 반도체를 함께 사용하면 다이오드 의 구조이기 때문에 다이오드를 만듭니다 . PNP 또는 NPN을 함께 사용하면 트랜지스터 가 만들어 집니다. 산소와 결합하면 더 이상 전도하지 않는 이산화 규소 가되어 전선 및 전도 요소 주변을 만드는 데 사용할 수 있습니다.

커패시터 는 또한 2 개의 전도성 플레이트 (실리콘) 사이의 유전체 인 절연체 (이산화 규소)만으로도 매우 쉽게 생성 할 수 있습니다.

트랜지스터, 저항 및 커패시터를 사용 하면 실제 유도 코일보다 소비되는 면적이 훨씬 적은 코일없이 인덕터 를 시뮬레이션하는 데 사용할 수 있는 연산 증폭기 를 만들 수 있습니다 . 쿨하지 않습니까?

위는 시뮬레이션 된 인덕턴스를 생성하는 방법 중 하나입니다. 아래 참조에서 더 많은 방법을 찾을 수 있습니다.

• 일반 임피던스 변환기
• 액티브 필터에서 연산 증폭기가 인덕터 (L)를 대체하는 이유는 무엇입니까?
• 표준 연산 증폭기를 사용하여 시뮬레이트 된 플로팅 전력 인덕터 생성
• 시뮬레이션 된 인덕턴스
• 연산 증폭기, 2 차 필터, 버터 워스 근사법을 사용한 인덕턴스 시뮬레이션

물론 더 많은 인덕턴스 또는 커패시턴스가 필요한 경우 별도의 외부 코일 또는 커패시터를 사용해야 할 수도 있습니다.

예, 프로세서는 전적으로 트랜지스터와 와이어로 구성됩니다.

"전자 부품"및 "CPU"의 의미에 따라 다릅니다. 이것을 반도체 장치와 실제 처리 장치 자체로 제한하면 CPU는 트랜지스터로 만들어집니다.

IO를 포함하면 일부 고전압 트랜지스터 및 클램프 다이오드와 ESD 보호 셀 (트랜지스터 및 / 또는 다이오드를 사용할 수 있음)이 있습니다. 수동 부품을 허용하면 금속 또는 폴리 실리콘으로 만들어진 전선이 있습니다. 물론 다이오드도 BJT로 만들 수 있습니다.

트랜지스터와 와이어는 많은 CPU 칩을 포함하여 많은 집적 회로의 유일한 구성 요소입니다.

일부 마이크로 프로세서에는 프로세서와 동일한 칩에 다른 구성 요소가 있습니다.

전체 칩을 포함하면 온도 측정 용 다이오드, 아날로그-디지털 변환기, LDO 전압 레귤레이터, 수정 발진기, 메모리 용 감지 증폭기 및 (아마도 가장 일반적으로) 파워 온 리셋 회로와 같은 아날로그 구성 요소가있을 수 있습니다. . 이들은 수동 부품을 사용합니다. 저항기가 가장 일반적이며 여러 유형이 있습니다.

• 폴리 실리콘-낮은 저항, 허용 오차, 전선에도 사용
• N- 웰-고 저항, 끔찍한 공차 및 템코
• 확산-종류 평범한
• 음의 템코 저항기와 같은 이상한 것들

커패시터는 저항보다 훨씬 큰 경향이 있습니다. 그것들은 금속 산화물 반도체 스택 또는 폴리 산화물 폴리로 만들어집니다. 금속층에서 PN 접합 커패시턴스 또는 병렬 와이어 사이의 커패시턴스를 사용할 수도 있습니다.

인덕터는 일반적으로 고주파 회로 (> 1 GHz) 이외의 회로에는 사용하기에 너무 큽니다. 그들은 금속 나선으로 만들어졌습니다.

플래시 메모리 및 DRAM에 사용되는 종류와 같은 특별한 트랜지스터도 있습니다. 그것들은 분명히 자신의 클래스에 있습니다.

실제로는 "이상적인 트랜지스터"와 같은 구성 요소가 없습니다. 트랜지스터는 또한 저항, 커패시터, 몇 개의 다이오드, 저전압 제너 다이오드 등입니다. 이러한 모든 부작용은 원치 않는 경우에도 (기생 요소) CPU의 작업에 참여합니다.

따라서 CPU는 "이상적인 트랜지스터"로 만들 수 없지만 실제 트랜지스터는 다른 필요한 요소로 대체 ​​될 수 있습니다. 그러나 경우에 따라서는 전용 저항이나 커패시터가 단순하고 성능이 우수하므로 최적이 아닙니다.