ნახევარგამტარული საფუძვლები
მიმოხილვა
თანამედროვე ტექნოლოგია მზადდება მასალების კლასი, რომელსაც უწოდებენ ნახევარგამტარებს. ყველა აქტიური კომპონენტი, ინტეგრირებული სქემები, მიკროჩიპები, ტრანზისტორიები, ასევე ბევრი სენსორია აგებულია ნახევარგამტარი მასალებით. მიუხედავად იმისა, რომ სილიკონის ყველაზე ფართოდ გამოიყენება და ყველაზე ცნობილი ნახევარგამტარული მასალა გამოიყენება ელექტრონიკა, ფართო სპექტრი ნახევარგამტარი გამოიყენება მათ შორის გერმანიუმი, Gallium Arsenide, სილიკონის კარბიდი, ისევე როგორც ორგანული ნახევარგამტარი. თითოეული მასალა აძლევს გარკვეულ უპირატესობას მაგიდასთან, როგორიცაა ღირებულება / შესრულების კოეფიციენტი, მაღალსიჩქარიანი ოპერაცია, მაღალი ტემპერატურა ან სიგნალისადმი სასურველი პასუხი.
ნახევარგამტარი
რა ხდის ნახევარგამტარებს იმდენად სასარგებლოა, რომ ელექტრონულ თვისებებსა და ქცევის ზუსტად განსაზღვრის უნარი წარმოების პროცესის დროს. ნახევარგამტარული თვისებები აკონტროლებს ნახევარგამტარების მცირე რაოდენობის მინიმუმს დოპინგის მეშვეობით, სხვადასხვა მინარევებისაგან და კონცენტრაციით სხვადასხვა ეფექტით. დოპინგის გაკონტროლებით, შეიძლება გაკონტროლდეს ნახევრად კონდიციონერის მეშვეობით ელექტროგადამცემი ნაბიჯები.
ტიპიური დირიჟორის მსგავსად, სპილენძის მსგავსად, ელექტრონები ახორციელებენ მიმდინარე და მოქმედებს როგორც ბრალდებით. ნახევარგამტარებში ორივე ელექტრონები და "ხვრელები", ელექტრონების არარსებობა, იმოქმედებენ როგორც სალარო აპარატებზე. ნახევარგამტარების დოპინგის კონტროლით, კონდუქტომეტრული და დამუხტვის გადამზიდი შეიძლება იყოს მორგებული იყოს ელექტრონული ან ხვრელი.
არსებობს ორი ტიპის დოპინგის, N- ტიპის და P- ტიპის. N- ტიპის დოპანტები, როგორც წესი, ფოსფორის ან დარიშხანის, აქვს ხუთი ელექტრონები, რომელიც დაემატება ნახევარგამტარული უზრუნველყოფს დამატებით უფასო ელექტრონი. მას შემდეგ, რაც ელექტრონებს აქვს უარყოფითი ბრალდება, მასალა doped ამ გზით ეწოდება N- ტიპის. P-type dopants, როგორიცაა ბორი და გალიუმის, მხოლოდ სამი ელექტრონები, რომელიც გამოიწვევს არარსებობის electron ნახევარგამტარი კრისტალი, ეფექტურად ქმნის ხვრელი ან დადებითი ბრალდებით, შესაბამისად სახელი P- ტიპის. ორივე N- ტიპი და P- ტიპის დოპანტები, თუნდაც წუთშიც კი, ნახევრად კონდიციონერი გახდებიან ღირსეული დირიჟორი. თუმცა, N- ტიპისა და P- ტიპის ნახევარგამტარები არ არიან განსაკუთრებული, მაგრამ მხოლოდ ღირსეული დირიჟორები არიან. თუმცა, როდესაც მათ ერთმანეთთან კონტაქტში ჩადიხართ, შექმნიან PN- ს კენჭისყრას, თქვენ მიიღებთ ძალიან განსხვავებულ და ძალიან სასარგებლო ქცევებს.
PN Junction Diode
PN Junction, განსხვავებით თითოეული მასალა ცალკე, არ მოქმედებს, როგორც დირიჟორი. იმის ნაცვლად, რომ დღევანდელი დინების დინების საშუალებას აძლევს, PN Junction მხოლოდ საშუალებას აძლევს მიმდინარე დინებას ერთი მიმართულებით, შექმნას ძირითადი დიოდი. PN- ს კვანძზე ძაბვის გამოყენებისას წინგადადგმული მიმართულებით (წინდახედული კომპონენტები) ეხმარება ელექტრონებს N- ტიპის რეგიონში, რომლებიც გაერთიანებულია P- ტიპის რეგიონის ხვრელებთან. მიმდინარეობის (საპირისპირო მიკერძოების) გადადინების მცდელობა დიოდური გზით, ელექტრონებისა და ხვრელების გარდა, რომლებიც ხელს უშლიან მიმდინარე პროცესის დაწყებამდე. სხვა გზებით PN- ის კომბინირების კომბინირება ხსნის სხვა ნახევარგამტარების კომპონენტებს, როგორიცაა ტრანზისტორი.
ტრანზისტორები
ძირითადი ტრანზისტორი კეთდება სამი N- ტიპის და P- ტიპის მასალების შეერთებისგან, ვიდრე დიოდში გამოყენებული ორი. ამ მასალების შერწყმა უზრუნველყოფს NPN და PNP ტრანზიტორებს, რომლებიც ცნობილია როგორც ბიპოლარული კავშირის ტრანზისტორი ან BJTs. ცენტრი ან ბაზა, BJT საშუალებას იძლევა ტრანზისტორი იმოქმედოს როგორც შეცვლა ან გამაძლიერებელი.
მიუხედავად იმისა, რომ NPN და PNP ტრანზისტორი შეიძლება გამოიყურებოდეს ორი დიოდები უკან დაბრუნდა, რომელიც დაბლოკავს ყველა მიმდინარე მიედინება ორივე მიმართულებით. როდესაც ცენტრის ფენა წინ გადადის, ისე, რომ მცირე ფენა ცენტრიდან ფენის მეშვეობით, ცენტრის ფენის შეცვლით ჩამოყალიბებული დიოდების თვისებების ცვლილება საშუალებას იძლევა, რომ გაცილებით მეტი მიმდინარე გახდეს მთელი მოწყობილობა. ეს ქცევის აძლევს ტრანზისტორი შესაძლებლობების amplify მცირე currents და იმოქმედოს, როგორც გადართვის მიმდინარე წყარო ან off.
სხვადასხვა ტიპის ტრანზისტორი და სხვა ნახევარგამტარული აპარატები შეიძლება გაკეთდეს PN- ის შეერთების მეშვეობით რიგი გზებით, მოწინავე, სპეციალური ფუნქციის ტრანზისტორიდან, კონტროლირებადი დიოდებით. ქვემოთ ჩამოთვლილია რამდენიმე კომპონენტი, რომლებიც დამზადებულია PN- ის ფრთების ფრთხილად კომბინაციებით.
- DIAC
- ლაზერული დიოდი
- მსუბუქი დიოდური დიოდური (LED)
- Zener diode
- Darlington ტრანზისტორი
- საველე ეფექტიანი ტრანზისტორი, მათ შორის MOSFET
- IGBT ტრანზისტორი
- სილიკონის კონტროლირებადი rectifier (SCR)
- ინტეგრირებული წრე (ICs)
- მიკროპროცესორი
- ციფრული მეხსიერება - RAM და ROM
სენსორები
გარდა ამისა, მიმდინარე კონტროლის გარდა, რომ ნახევარგამტარები იძლევიან, მათ ასევე გააჩნიათ თვისებები, რომლებიც ეფექტური სენსორების გაკეთებას შეძლებენ. ისინი შეიძლება იყოს მგრძნობიარე ცვლილებების ტემპერატურა, წნევა და სინათლე. წინააღმდეგობის შეცვლა არის ყველაზე გავრცელებული რეაგირება ნახევრად-გამტარ სენსორთან. ქვემოთ ჩამოთვლილია ნახევარგამტარული თვისებების მქონე სენსორების რამდენიმე ტიპი.
- დარბაზის ეფექტის სენსორი (მაგნიტური ველის სენსორი)
- თერმოტორი (რეზისტენტული ტემპერატურის სენსორი)
- CCD / CMOS (გამოსახულების სენსორი)
- Photodiode (სინათლის სენსორი)
- ფოტოორესტერი (სინათლის სენსორი)
- Piezoresistive (ზეწოლის / დაძაბვის სენსორები)