Misingi ya Semiconductor
Maelezo ya jumla
Teknolojia ya kisasa inavyowezekana shukrani kwa darasa la vifaa vinavyoitwa semiconductors. Vipengele vyote vya kazi, nyaya za jumuishi, microchips, transistors, pamoja na sensorer nyingi hujengwa kwa vifaa vya semiconductor. Wakati silicon ni vifaa vya semiconductor vinavyotumiwa sana na vinavyotumiwa sana katika umeme, vijiti mbalimbali vya semiconductor hutumiwa ikiwa ni pamoja na Germanium, Gallium Arsenide, Silicon Carbide, pamoja na semiconductors hai. Vifaa vyote huleta faida fulani kwenye meza kama uwiano wa gharama / utendaji, operesheni ya kasi, joto la juu, au majibu ya taka kwa ishara.
Semiconductors
Nini hufanya semiconductors hivyo muhimu ni uwezo wa kudhibiti mali zao na tabia zao wakati wa mchakato wa utengenezaji. Mali ya semiconductor yanadhibitiwa kwa kuongeza kiasi kidogo cha uchafu katika semiconductor kupitia mchakato unaoitwa doping, na uchafu tofauti na viwango vinazalisha athari tofauti. Kwa kudhibiti doping, njia ya sasa ya umeme inapita kupitia semiconductor inaweza kudhibitiwa.
Katika kondakta ya kawaida, kama shaba, elektroni hubeba sasa na kutenda kama mtoa huduma. Katika semiconductors wote elektroni na 'mashimo,' ukosefu wa elektroni, hufanya kama flygbolag malipo. Kwa kudhibiti doping ya semiconductor, conducttivity, na carrier carrier inaweza kulengwa kuwa electron au shimo msingi.
Kuna aina mbili za doping, aina ya N, na P-aina. Dopants ya aina ya N, kawaida fosforasi au arsenic, ina elektroni tano, ambazo zinaongezwa kwa semiconductor hutoa electron ya ziada ya ziada. Kwa kuwa elektroni huwa na malipo mabaya, vifaa vya doped kwa njia hii huitwa N-aina. P-aina ya dopants, kama boron na gallium, tu kuwa na elektroni tatu ambayo husababisha ukosefu wa electron katika kioo semiconductor, kwa ufanisi kujenga shimo au malipo chanya, kwa hiyo jina P-aina. Wote wa aina ya N na aina ya P, hata kwa dakika, watafanya semiconductor msimamizi wa heshima. Hata hivyo, semiconductors ya aina ya N na aina ya P sio maalum sana kwao wenyewe, kuwa waendeshaji wa heshima tu. Hata hivyo, wakati unapowasiliana na kila mmoja, kwa kuunda PN makutano, hupata tabia tofauti na zenye manufaa sana.
PN Junction Diode
Mkusanyiko wa PN, tofauti na kila kitu tofauti, haifanyi kama mendeshaji. Badala ya kuruhusu sasa kuingilia kwa uongozi wowote, makutano ya PN inaruhusu sasa kuingilia kwa mwelekeo mmoja, kuunda diode ya msingi. Kuomba voltage kwenye makutano ya PN katika mwelekeo wa mbele (mwelekeo wa mbele) husaidia elektroni katika mkoa wa aina ya N kuchanganya na mashimo katika eneo la aina ya P. Kujaribu kurekebisha mtiririko wa sasa (upendeleo wa nyuma) kwa njia ya diode vikosi vya elektroni na mashimo ambayo huzuia sasa kutoka kwa kuvuka makutano. Kuchanganya majadiliano ya PN kwa njia nyingine hufungua milango kwa vipengele vingine vya semiconductor, kama vile transistor.
Transistors
Transistor ya msingi hufanywa kutokana na mchanganyiko wa makutano ya vifaa vya aina tatu N na P-aina badala ya mbili kutumika katika diode. Kuchanganya vifaa hivi huzalisha transistors NPN na PNP ambazo hujulikana kama transistors ya bipolar au BJTs. Kituo cha kati, au msingi, eneo la BJT inaruhusu transistor kutenda kama kubadili au amplifier.
Wakati wa NPN na PNP transistors wanaweza kuonekana kama diodes mbili zilizowekwa nyuma, ambayo inaweza kuzuia yote sasa kutoka inapita katika mwelekeo wowote. Wakati safu ya kituo cha mbele inakiliwa ili sasa ndogo inapita katikati ya safu ya katikati, mali ya diode inayotengenezwa na mabadiliko ya safu ya kati ili kuruhusu sasa kubwa zaidi inapita kati ya kifaa hicho. Tabia hii hutoa transistor uwezo wa kuongeza kasi ndogo na kufanya kama kubadili kugeuka chanzo sasa.
Aina mbalimbali za transistors na vifaa vingine vya semiconductor inaweza kufanywa kwa kuchanganya majadiliano PN kwa njia kadhaa, kutoka advanced, transistors kazi maalum na diode kudhibitiwa. Yafuatayo ni wachache tu ya vipengele vinavyotokana na mchanganyiko makini wa majadiliano ya PN.
- DIAC
- Diode ya laser
- Diode ya kuangaza mwanga (LED)
- Zener diode
- Darlington transistor
- Transistor ya athari ya shamba, ikiwa ni pamoja na MOSFET
- IGBT transistor
- Rectifier iliyodhibitiwa ya silicon (SCR)
- Mzunguko jumuishi (ICs)
- Microprocessor
- Kumbukumbu ya Kumbukumbu - RAM na ROM
Sensors
Mbali na udhibiti wa sasa ambao semiconductors wanaruhusu, pia wana mali zinazofanya kwa sensorer zinazofaa. Wanaweza kufanywa kuwa na busara kwa mabadiliko katika joto, shinikizo, na mwanga. Mabadiliko katika upinzani ni aina ya kawaida ya majibu kwa sensor nusu conductive. Aina chache za sensorer zinazowezekana kwa mali za semiconductor zimeorodheshwa hapa chini.
- Hisia ya athari ya Hall (sensor magnetic field)
- Thermistor (sensor ya joto la kushindwa)
- CCD / CMOS (sensor ya picha)
- Photodiode (sensor mwanga)
- Photoresistor (sensor mwanga)
- Piezoresistive (shinikizo / shinikizo sensorer)