कसरी इलेक्ट्रोनिक कार्य

अर्काचालक आधारभूत

अवलोकन

आधुनिक टेक्निकललाई सम्भव बनाइएको छ धन्यवाद अर्धचालक भनिन्छ। सबै सक्रिय घटकहरू, एकीकृत सर्किटहरू, माइक्रोचिप्सहरू, ट्रांजिस्टर्सहरू साथै साथै सेन्सरचालक सामग्रीहरूसँग धेरै सेन्सरहरू निर्मित हुन्छन्। जबकि सिलिकन इलेक्ट्रनिक्स मा प्रयोग को सबै भन्दा व्यापक रूप मा प्रयोग गरिन्छ र सबै भन्दा प्रसिद्ध प्रयुक्त अर्धचालक सामाग्री, अर्धचालकहरु को एक विस्तृत श्रृंखला जर्मनियम, गैलियम एर्सेन्सेड, सिलिकन कार्बाइड र जैविक अर्धचालक सहित प्रयोग गरिन्छ। प्रत्येक सामाग्रीले केहि फायदाहरू तालिकामा ल्याउँछ जस्तै लागत / प्रदर्शन अनुपात, उच्च गति संचालन, उच्च-तापमान, वा सिग्नलको इच्छित प्रतिक्रिया।

अर्काचालकहरू

के अर्धचालकहरूले के गर्दछ त्यसो उपयोगी निर्माण निर्माण प्रक्रियाको समयमा आफ्नो बिजुली गुणहरू र व्यवहारलाई ठीकसँग नियन्त्रण गर्न क्षमता। अर्काचालक गुणहरू अर्धचालकमा सानो मात्रामा अशुद्धताहरू थपेर नियन्त्रणमा राख्ने प्रक्रियामार्फत डुप्पिंग भनिन्छ, विभिन्न अशुद्धताहरू र विभिन्न प्रभावहरू प्रदान गर्न सावधानीका साथ। डोपिंगलाई नियन्त्रण गरेर, एक अर्धचालकको माध्यमबाट विद्युत् वर्तमान चल्तीमा नियन्त्रण गर्न सकिन्छ।

एक ठेक्का कंडक्टरमा, तांबे जस्तो, इलेक्ट्रोन्सहरू हाल र चार्ज वाहकको रूपमा कार्य गर्दछ। अर्धचालकहरू दुवै विद्युतीय र 'छेदहरू' मा एक इलेक्ट्रॉनको अभाव, चार्ज वाहकको रूपमा कार्य गर्दछ। अर्काचालकको डोपिंग नियन्त्रण गरेर, चालकता र चार्ज वाहकको आधारमा इलेक्ट्रोन वा होल आधारित हुन सकिन्छ।

त्यहाँ दुई प्रकारका डपिंग, एन-प्रकार, र P-type छन्। N-type dopants, सामान्यतया फास्फोरस वा आर्सेनिक, पाँच इलेक्ट्रोन छन्, जब एक अर्धचालकलाई थपिएको अतिरिक्त अतिरिक्त इलेक्ट्रोन प्रदान गर्दछ। इलेक्ट्रोनले नकारात्मक चार्ज गरेको कारणले गर्दा यस तरिकाले यो सामग्री एन-टाइप भनिन्छ। P-type dopants, such as boron and gallium, केवल तीन इलेक्ट्रनहरू छन् जसले अर्धचालक क्रिस्टलमा इलेक्ट्रोनको अनुपस्थितिमा नतीजा, प्रभावकारी रूपमा छेद वा सकारात्मक शुल्क सिर्जना गर्दछ, यसैले P-type नाम। N-type र P-type dopants दुवै, भित्री मिनेटमा पनि, एक अर्धचालक एक निर्णायक कंडक्टर बनाउनेछ। तथापि, एन-प्रकार र P-type अर्धचालकहरू आफैले धेरै विशेष गर्दैनन्, केवल सभ्य कन्डक्टरको रूपमा। तथापि, जब तपाईं तिनीहरूलाई एकै साथ सम्पर्कमा राख्नुहुन्छ, PN जंक्शन सिर्जना गर्दै, तपाइँ केहि धेरै फरक र धेरै उपयोगी व्यवहार पाउनुहुन्छ।

PN Junction डायोड

एक PN जंक्शन, प्रत्येक सामाग्री को अलग देखि विपरीत, एक कंडक्टर जस्तै काम गर्दैन। वर्तमान दिशामा कुनै दिशामा प्रवाह गर्ने अनुमतिको तुलनामा, एक PN जंक्शनले हाललाई हालको दिशामा एक दिशामा अनुमति दिन्छ, आधारभूत डायोड सिर्जना गर्दछ। अग्रेषित दिशा (अगाडि पूर्वाग्रह) मा PN जंक्शनको एक भोल्टेज लागू गर्दै एन-प्रकारको क्षेत्रमा इलेक्ट्रोन्सलाई P-type क्षेत्रको छेदसँग मिलाउन मद्दत गर्दछ। डायोड को माध्यम ले वर्तमान (रिवर्स पूर्वाग्रह) को प्रवाह को उल्टा करने को प्रयास को इलेक्ट्रोन र छेद को अलग गर्दछ जसलाई वर्तमान को जंक्शन मा बहने देखि रोकथाम। अन्य तरिकामा PN पीएनएनहरू संयोजन अन्य अर्धचालक घटकहरूमा ढोका खोल्छ, जस्तै ट्रांजिस्टर।

ट्रांजिस्टरहरू

एक मूल ट्रांजिस्टर दुई डाई प्रकार र पी-प्रकारको सामाग्री को संयोजनबाट बनेको छ जुन दुई डायोडमा प्रयोग गरिन्छ। यी सामग्रीको संयोजन एनपीएन र पीएनपी ट्रांजिस्टरले उत्पादन गर्दछ जसले द्विद्वार जंक्शन ट्रांजिस्टर्स वा बीजेटीहरूको रूपमा चिनिन्छ। केन्द्र, वा आधार, क्षेत्र BJT ट्रांजिस्टरले स्विच वा एम्पलीफायरको रूपमा कार्य गर्न अनुमति दिन्छ।

जबकि एनपीएन र पीएनपी ट्रांजिस्टरहरूले दुई डायोडहरू पछि फर्केर राखेका छन् जस्तो देखिन्छ, जुन सबै दिशामा कुनै पनि दिशामा बहकाउन रोक्दछ। जब केन्द्र तह अगाडी बढि हुन्छ जब एक सानो हाल केन्द्र तह मार्फत प्रवाह गर्दछ, डायोड को गुण केन्द्र लेयर परिवर्तन संग गठित एकदम ठूलो हाल को सम्पूर्ण उपकरण मा प्रवाह गर्न को लागी। यो व्यवहारले ट्रांजिस्टरलाई साना धाराहरू बढावा दिन र स्विचको रूपमा कार्य गर्नको लागि हालको स्रोत चालू वा बन्द गर्न क्षमता दिन्छ।

पीएन जंक्शनहरु को संयोजन गरेर विभिन्न प्रकार को ट्रांजिस्टर र अन्य अर्धचालक उपकरणहरु लाई उन्नत, विशेष फंक्शन ट्रांजिस्टर देखि नियंत्रित डायोड्स मा संयोजित गर्न सकिन्छ। पीएन जंक्शनहरु को सावधान संयोजन देखि बने घटकहरु को केहि केवल निम्न हो।

• DIAC
• लेजर डायोड
• लाइट-उत्सर्जन डायोड (एलईडी)
• ज्यानर डायोड
• Darlington ट्रांजिस्टर
• क्षेत्रीय प्रभाव ट्रांजिस्टर सहित, MOSFETs सहित
• आईजीबीजी ट्रांजिस्टर
• सिलिकन नियन्त्रक सुधार (एससीआर)
• एकीकृत सर्किट (आईसीएस)
• माइक्रोप्रोसेसर
• डिजिटल मेमोरी - RAM र ROM

सेंसर

हालको नियन्त्रणको तुलनामा अर्धचालकहरूले अनुमति दिन्छन्, तिनीहरूसँग गुणहरू पनि छन् जुन प्रभावकारी सेन्सरका लागि बनाउँछन्। तिनीहरू तापमान, दबाब र प्रकाशमा परिवर्तनहरूमा संवेदनशील हुन सकिन्छ। प्रतिरोधमा परिवर्तन अर्ध-प्रवाहकीय सेन्सरको लागि प्रतिक्रियाको सबैभन्दा सामान्य प्रकार हो। सेन्सरको केहि प्रकारहरू अर्धचालक गुणहरू द्वारा सम्भव बनाइएका सूचीहरू तल सूचीबद्ध छन्।

• हॉल प्रभाव सेंसर (चुम्बकीय क्षेत्र सेन्सर)
• थर्मिस्टर (प्रतिरोधी तापमान सेन्सर)
• सीसीडी / CMOS (छवि सेन्सर)
• फोटोओडोड (लाइट सेन्सर)
• Photoresistor (लाइट सेन्सर)
• पाइजोरोस्टिस्टिक (दबाव / तनाव सेन्सर)