ዘመናዊ ቴክኖሎጂ ሊሳካ የቻለው ሴሚኮንዳክተሮች በሚባሉት የቁሳቁስ ክፍል ነው። ሁሉም ንቁ አካላት፣ የተቀናጁ ወረዳዎች፣ ማይክሮ ቺፖች፣ ትራንዚስተሮች እና ብዙ ሴንሰሮች በሴሚኮንዳክተር ቁሶች የተገነቡ ናቸው።
በኤሌክትሮኒክስ ውስጥ ሲሊከን በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ ቢሆንም ጀርመኒየም፣ ጋሊየም አርሴንዲድ፣ ሲሊከን ካርቦዳይድ እና ኦርጋኒክ ሴሚኮንዳክተሮችን ጨምሮ የተለያዩ ሴሚኮንዳክተሮች ጥቅም ላይ ይውላሉ። እያንዳንዱ ቁሳቁስ እንደ ወጪ-ወደ-አፈጻጸም ጥምርታ፣ ከፍተኛ ፍጥነት ያለው አሠራር፣ ከፍተኛ ሙቀት መቻቻል ወይም ለምልክት የሚፈለገው ምላሽ።
ሴሚኮንዳክተሮች
ሴሚኮንዳክተሮች ጠቃሚ ናቸው ምክንያቱም መሐንዲሶች በማምረት ሂደት ውስጥ የኤሌክትሪክ ባህሪያትን እና ባህሪን ይቆጣጠራሉ። ሴሚኮንዳክተር ባህርያት በሴሚኮንዳክተር ውስጥ አነስተኛ መጠን ያላቸውን ቆሻሻዎች በመጨመር ዶፒንግ በተባለ ሂደት ይቆጣጠራሉ። የተለያዩ ቆሻሻዎች እና ስብስቦች የተለያዩ ተጽእኖዎችን ያስገኛሉ. ዶፒንግን በመቆጣጠር የኤሌትሪክ ፍሰት በሴሚኮንዳክተር ውስጥ የሚንቀሳቀስበትን መንገድ መቆጣጠር ይቻላል።
በተለመደው ኮንዳክተር፣ ልክ እንደ መዳብ፣ ኤሌክትሮኖች የአሁኑን ተሸክመው እንደ ቻርጅ ተሸካሚ ሆነው ይሠራሉ። በሴሚኮንዳክተሮች ውስጥ ሁለቱም ኤሌክትሮኖች እና ቀዳዳዎች (የኤሌክትሮን አለመኖር) እንደ ቻርጅ ተሸካሚዎች ይሠራሉ. የሴሚኮንዳክተሩን ዶፒንግ በመቆጣጠር ኮንዳክሽኑ እና ቻርጅ ማጓጓዣው በኤሌክትሮን ወይም በቀዳዳ ላይ የተመሰረተ እንዲሆን ተዘጋጅተዋል።
ሁለት አይነት ዶፒንግ አሉ፡
- N አይነት ዶፓንቶች፣በተለይ ፎስፈረስ ወይም አርሴኒክ፣ አምስት ኤሌክትሮኖች አሏቸው፣ ወደ ሴሚኮንዳክተር ሲጨመሩ ተጨማሪ ነፃ ኤሌክትሮን ይሰጣል። ኤሌክትሮኖች አሉታዊ ቻርጅ ስላላቸው በዚህ መንገድ የተደገፈ ቁሳቁስ N-type ይባላል።
- እንደ ቦሮን እና ጋሊየም ያሉ P-አይነት ዶፓንቶች ሶስት ኤሌክትሮኖች ስላሏቸው ሴሚኮንዳክተር ክሪስታል ውስጥ ኤሌክትሮን አለመኖሩን ያስከትላል። ይህ ቀዳዳ ወይም አዎንታዊ ክፍያ ይፈጥራል፣ ስለዚህም P-type የሚለው ስም ነው።
ሁለቱም የኤን-አይነት እና የፒ-አይነት ዶፓንቶች፣ በደቂቃዎች ብዛትም ቢሆን ሴሚኮንዳክተርን ጨዋ ተቆጣጣሪ ያደርጉታል። ነገር ግን ኤን-አይነት እና ፒ-አይነት ሴሚኮንዳክተሮች ልዩ አይደሉም እና ጥሩ ተቆጣጣሪዎች ብቻ ናቸው። እነዚህ ዓይነቶች እርስ በርስ ሲገናኙ የፒ-ኤን መገናኛ ሲፈጠሩ ሴሚኮንዳክተር የተለያዩ እና ጠቃሚ ባህሪያትን ያገኛል።
የፒ-ኤን መገናኛ ዳዮድ
A P-N መጋጠሚያ፣ ከእያንዳንዱ ቁሳቁስ በተለየ መልኩ፣ እንደ መሪ አይሰራም። የ P-N መጋጠሚያ አሁኑን በሁለቱም አቅጣጫ እንዲፈስ ከመፍቀድ ይልቅ አሁኑን በአንድ አቅጣጫ ብቻ እንዲፈስ ያስችለዋል፣ ይህም መሰረታዊ ዳዮድ ይፈጥራል።
ቮልቴጅ በP-N መስቀለኛ መንገድ ወደ ፊት አቅጣጫ (ወደ ፊት አድልዎ) መተግበር በኤን-አይነት ክልል ውስጥ ያሉ ኤሌክትሮኖች ከፒ-አይነት ክልል ውስጥ ካሉት ቀዳዳዎች ጋር እንዲጣመሩ ይረዳል።የአሁኑን (የተገላቢጦሽ አድልኦን) በዲዲዮው በኩል ወደ ኋላ ለመቀየር መሞከር ኤሌክትሮኖች እና ቀዳዳዎች እንዲለያዩ ያስገድዳቸዋል፣ ይህም ጅረት በመስቀለኛ መንገዱ ላይ እንዳይፈስ ይከላከላል። የ P-N መገናኛዎችን በሌላ መንገድ ማጣመር ለሌሎች ሴሚኮንዳክተር አካላት ለምሳሌ እንደ ትራንዚስተር ያሉ በሮችን ይከፍታል።
Transitors
አንድ መሰረታዊ ትራንዚስተር የሚሠራው በዲዲዮ ውስጥ ከሚጠቀሙት ሁለቱ ሳይሆን የሶስት N-አይነት እና ፒ-አይነት ቁሶች መጋጠሚያ ነው። እነዚህን ቁሳቁሶች በማጣመር ባይፖላር ጁንሽን ትራንዚስተሮች (BJT) በመባል የሚታወቁትን NPN እና PNP ትራንዚስተሮች ያስገኛሉ። መሃሉ፣ ወይም ቤዝ፣ ክልል BJT ትራንዚስተሩን እንደ ማብሪያና ማጥፊያ ወይም ማጉያ እንዲሰራ ያስችለዋል።
NPN እና PNP ትራንዚስተሮች ወደ ኋላ የተቀመጡ ሁለት ዳዮዶች ይመስላሉ። የመሃል ንብርብሩ ወደ ፊት አድልዎ ሲሆን ትንሽ ጅረት በመሃሉ ንብርብሩ ውስጥ እንዲፈስ ፣ ከመሃል ንብርብር ጋር የተፈጠረው የዲዲዮው ባህሪይ በመቀየር በጠቅላላው መሳሪያ ላይ ትልቅ ፍሰት እንዲኖር ያስችላል።ይህ ባህሪ ለትራንዚስተር ትንንሽ ጅረቶችን የማጉላት እና የአሁኑን ምንጭ የሚያበራ ወይም የሚያጠፋ ማብሪያ / ማጥፊያ ሆኖ እንዲያገለግል ይሰጠዋል።
ብዙ አይነት ትራንዚስተሮች እና ሌሎች ሴሚኮንዳክተር መሳሪያዎች የP-N መገናኛዎችን በተለያዩ መንገዶች በማጣመር ከላቁ፣ ልዩ ተግባር ትራንዚስተሮች እስከ ቁጥጥር ዳዮዶች ድረስ ያስከትላሉ። የሚከተሉት ጥቂቶቹ ከP-N መጋጠሚያዎች ጥንቅሮች የተሠሩ ናቸው፡
- DIAC
- ሌዘር ዳዮድ
- ብርሃን አመንጪ ዳዮድ (LED)
- Zener diode
- ዳርሊንግተን ትራንዚስተር
- የመስክ-ውጤት ትራንዚስተር (MOSFETsን ጨምሮ)
- IGBT ትራንዚስተር
- የሲሊኮን ቁጥጥር ማስተካከያ
- የተዋሃደ ወረዳ
- ማይክሮፕሮሰሰር
- ዲጂታል ማህደረ ትውስታ (ራም እና ሮም)
ዳሳሾች
ሴሚኮንዳክተሮች ከሚፈቅደው የአሁኑ ቁጥጥር በተጨማሪ ሴሚኮንዳክተሮች ውጤታማ ዳሳሾችን የሚፈጥሩ ባህሪያት አሏቸው።እነዚህ ለሙቀት፣ ለግፊት እና ለብርሃን ለውጦች ስሜታዊ እንዲሆኑ ሊደረጉ ይችላሉ። የመቋቋም ለውጥ ለሴሚኮንዳክቲቭ ዳሳሽ በጣም የተለመደው የምላሽ አይነት ነው።
በሴሚኮንዳክተር ባህሪያት የሚቻሉት የመዳሰሻ አይነቶች የሚከተሉትን ያካትታሉ፡
- የአዳራሹ ተጽእኖ ዳሳሽ (መግነጢሳዊ መስክ ዳሳሽ)
- Thermistor (የሚቋቋም የሙቀት ዳሳሽ)
- CCD/CMOS (የምስል ዳሳሽ)
- Photodiode (የብርሃን ዳሳሽ)
- ፎቶሪሲስተር (የብርሃን ዳሳሽ)
- Piezoresistive (ግፊት/ውጥረት ዳሳሾች)
