ඉලෙක්ට්රොනික් වැඩ කරන්නේ කෙසේද?

අර්ධ සන්නායක මුලිකාංග

සමාලෝචනය

නවීන තාක්ෂණය අර්ධ සන්නායක ලෙස පන්තියට අනුග්රහය දක්වයි. සියලු ක්රියාකාරී කොටස්, සංයුක්ත පරිපථ, මයික්රොචිප්ස්, ට්රාන්සිස්ටරය මෙන්ම බොහෝ සංවේදක වල අර්ධ සන්නායක දව්ය සමඟ තනනු ලැබේ. සිලිකන් ඉලෙක්ට්රොනික්වල භාවිතා වන වඩාත් ප්රචලිත හා වඩාත් ප්රකට අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය සිලිකන් වන අතර ජර්ම්යියම්, ගලියම් අර්සයිඩයිඩ්, සිලිකන් කාබයිඩ් ඇතුළු කාබනික අර්ධ සන්නායක ද ඇතුළුව පුළුල් පරාසයක අර්ධ සන්නායක භාවිතා වේ. සෑම ද්රව්යයක්ම පිරිවැය / කාර්ය සාධන අනුපාතය, අධිවේගී ක්රියාකාරීත්වය, උෂ්ණත්වයේ උෂ්ණත්වය හෝ සංඥා වලට අවශ්ය ප්රතිචාර වැනි වගුව සඳහා යම් වාසි ලබා දෙයි.

අර්ධ සන්නායක

අර්ධ සන්නායක මෙතරම් ප්රයෝජනවත් වන්නේ, නිෂ්පාදන ක්රියාවලියේදී ඔවුන්ගේ විද්යුත් ගුණ සහ හැසිරීම නිශ්චිතවම පාලනය කිරීමයි. අර්ධ සන්නායක ගුණය පාලනය කරනු ලබන්නේ අර්ධ සන්නායකවල කුඩා ප්රමාණයක් එකතු කිරීමෙනි. මාත්රණය කිරීම, විවිධ අපද්රව්ය හා සාන්ද්රණ විවිධ වෙනස්කම් ඇති කරමින් ක්රියාවලියක් මගින් පාලනය වේ. මාත්රණය පාලනය කිරීම මගින් අර්ධ සන්නායක මගින් විදුලි ධාරාවක් ගමන් කරන ආකාරය පාලනය කළ හැකිය.

සාමාන්ය සන්නායකයක තඹ සන්නායකයක් ලෙස ඉලෙක්ට්රෝන ධාරාව රැගෙන ආරෝපණ වාහක ලෙස ක්රියා කරයි. අර්ධ සන්නායකවල ඉලෙක්ට්රෝන හා 'සිදුරු' ඉලෙක්ට්රෝනය නොමැති වීම, ආරෝපණ වාහක ලෙස ක්රියා කරයි. සන්නායකත්වය සහ ආරෝපණ වාහකය ඉලෙක්ට්රෝන හෝ කුහරය මත පදනම්ව සකස් කළ හැක.

මාත්රණ වර්ග දෙකක්, N-වර්ගයක් සහ P-වර්ග දෙකක් තිබේ. N-type dopants, සාමාන්යයෙන් ෆොස්ෆරස් හෝ ආසනික්, ඉලෙක්ට්රෝන පහක් ඇති අතර අර්ධ සන්නායකයකට එකතු වන විට අමතර නිදහස් ඉලෙක්ට්රෝන සපයයි. ඉලෙක්ට්රෝන සෘණ ආරෝපණයක් ඇති බැවින්, මෙලෙස ආඝ්රාණය කරන ද්රව්යයක් N-type ලෙස හැඳින්වේ. බෝරෝන් සහ ගාලියම් වැනි P වර්ගයේ උදාසීන, අර්ධ සන්නායක ස්ඵටිකයක් තුළ ඉලෙක්ට්රෝනයක් නොමැති වීමෙන් ඉලෙක්ට්රෝන තුනක් පමණ ඇත. එමගින් P-වර්ගයේ නමක් හෝ ධන ආරෝපණයක් ඇති කරයි. මිනිත්තු ගණනක දී පවා N-වර්ගයේ සහ P වර්ගයේ උදාස්රීන් සුපිරි සන්නායකයක් බවට පත් කරනු ඇත. කෙසේ වෙතත්, N-වර්ගයේ සහ P-වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක තමන් විසින්ම ඉතා සුවිශේෂී නොවේ. කෙසේ වෙතත්, ඔබ ඔවුන් එකිනෙකා සමඟ සම්බන්ධතා ඇති විට, PN හන්දිය ගොඩනැගීම, ඔබ බොහෝ වෙනස් හා ඉතා ප්රයෝජනවත් හැසිරීම් ලබා ඇත.

PN හන්දිය දියෝඩය

එක් එක් ද්රව්ය මෙන් නොව, PN හන්දිය, සන්නායකයක් ලෙස ක්රියා නොකරයි. ධාරාව දිශාවට ගලා යෑමට ධාරාවක් නොලැබීම වෙනුවට, PN සන්ධිස්ථානයක් මඟින් එකම දිශාවක් ඔස්සේ ධාරාව ප්රවාහයට ඉඩ සලසයි. P-වර්ගයේ කලාපයේ කුහර සමඟ N-වර්ගයේ කලාපයේ ඉලෙක්ට්රෝන ඇති ඉදිරි දිශාව (ඉදිරි දිශාව) තුළ PN හංදිය හරහා වෝල්ටීයතාවයක් යෙදීමෙන් උපකාරී වේ. දියෝඩය හරහා ධාරාව ප්රතිවිකුණුම් ප්රතිවිරෝධනය කිරීමට උත්සාහ කිරීම විද්යුත් ධාරා හා කුහරයන් සන්ධි හරහා ගලා එනු ලැබේ. අනෙකුත් මාර්ගවල PN සන්ධි ඒකාබද්ධ කිරීම, ට්රාන්සිස්ටරය වැනි අනෙකුත් අර්ධ සන්නායක කොටස් වෙත දොර විවර කරයි.

ට්රාන්සිස්ටරය

මූලික ට්රාන්සිස්ටරය සෑදී ඇත්තේ ඩයෝඩයේ භාවිතා වන දෙකට වඩා N-වර්ගයේ සහ P වර්ගයේ සංයුක්තයේ සංයෝජනයෙනි. මෙම ද්රව්යයන් ඒකාබද්ධ කිරීම Bipolar junction Tranzistors හෝ BJTs ලෙස හැඳින්වෙන NPN සහ PNP ටාන්සිස්ටර ලබා දෙයි. මධ්යස්ථානය, හෝ පාදය, කලාපයේ BJT ටාන්සිස්ටරය ස්විචයක් හෝ ඇම්ප්ලිෆයර් ලෙස ක්රියා කරයි.

NPN සහ PNP ටාන්සිස්ටරයන් ආපසු හැරවිය හැකි ඩයෝඩ දෙකක් ලෙස පෙනෙන්නට තිබුණත්, සෑම දිශාවකටම වෝල්ටීයතාවයන් සියල්ලම අවහිර කරනු ඇත. මධ්ය තට්ටුව ඉදිරියට නැඹුරු වන විට කුඩා තට්ටුවක් මධ්ය තට්ටුව හරහා ගලා එයි, සමස්ත උපාංගය හරහා බොහෝ විශාල ධාරාවකට ඉඩ ප්රස්ථාව සලසා දෙයි. මෙම හැසිරීම කුඩා ප්රවේග උත්පතනය කිරීමට හැකියාව ඇති ට්රාන්සිස්ටරය සහ වත්මන් ප්රභවයේ හෝ අක්රිය කිරීමේ ස්විචයක් ලෙස ක්රියා කිරීමයි.

පාලිත දියෝඩ මඟින් දියුනු, විශේෂ ක්රියාකාරී ට්රාන්සිස්ටරවලින්, ක්රම කිහිපයකින් PN සන්ධි සංයෝජනය කිරීමෙන් විවිධ ට්රාන්සිස්ටර සහ අනෙකුත් අර්ධ සන්නායක උපාංග විවිධ ආකාරයෙන් සෑදිය හැක. පහත දැක්වෙන්නේ PN සන්ධිවල ප්රවේසම් සංයෝජන වලින් සාදන ලද සංරචක වලින් කිහිපයක් පමණි.

• DIAC
• ලේසර් ඩයෝඩය
• ආලෝක විමෝචක ඩයෝඩය (LED)
• Zener diode
• ඩාලින්ටන් ට්රාන්සිස්ටරය
• MOSFETs ඇතුලු ක්ෂේත්ර-ඵල Tranzistor
• IGBT ටාන්සිස්ටරය
• සිලිකන් පාලිත සෘජුකාරකය (SCR)
• සංයුක්ත පරිපථ (IC)
• මයික්රොප්රොසෙසරය
• ඩිජිටල් මතකය - RAM සහ ROM

සංවේදක

අර්ධ සන්නායකවලට ඉඩ ලබා දෙන වත්මන් පාලනයට අමතරව, ඒවාට ඵලදායී සංවේදකයක් ඇති බවට ගුණාංග ඇත. උෂ්ණත්වය, පීඩනය සහ ආලෝකයේ වෙනස්කම් වලට සංවේදී වීමට ඔවුන්ට හැකිය. ප්රතිරෝධයේ වෙනසක් යනු අර්ධ සන්නායක සංවේදකය සඳහා වඩාත් පොදු ප්රතිචාරයකි. අර්ධ සන්නායක ගුණාංගවලින් ලබා ගත හැකි සංවේදක වර්ග කිහිපයක් පහත දැක්වේ.

• ශාලාවේ බලපෑම සංවේදකය (චුම්බක ක්ෂේත්ර සංවේදකය)
• ප්රතිරෝධක උෂ්නත්ව සංවේදකය
• CCD / CMOS (රූප සංවේදකය)
• ෆොතිඩියෝඩය (ආලෝක සංවේදකය)
• Photoresistor (ආලෝක සංවේදකය)
• Piezoresistive (පීඩන / පීඩන සංවේදක)