Yarıiletken asoslari
Umumiy nuqtai
Zamonaviy texnologiya yarim o'tkazgich deb ataladigan materiallar sinfidan kelib chiqqan holda amalga oshiriladi. Barcha faol komponentlar, integral mikrosxemalar, tranzistorlar, shuningdek, ko'plab sensorlar yarim Supero'tkazuvchilar materiallar bilan qurilgan. Silikon elektronikada qo'llaniladigan eng ko'p ishlatiladigan va eng taniqli yarimo'tkazgich materiallari bo'lgan bo'lsa-da, Germaniya, Galyum Arsenid, Silicon Carbide va organik yarim o'tkazgichlar kabi keng doiradagi yarimo'tkazgichlar ishlatiladi. Har bir moddiy xarajat / ishlash darajasi, yuqori tezlikda ishlash, yuqori harorat yoki signalga mo'ljallangan javob kabi jadvalga ma'lum afzalliklarni keltirib chiqaradi.
Yarıiletkenler
Yarimo'tkazgichlarni shu qadar foydali deb hisoblash, ishlab chiqarish jarayonida elektr xususiyatlarini va xatti-harakatlarini aniq nazorat qilish qobiliyatidir. Yarimo'tkazgichning xususiyatlari yarimo'tkazgichda kichik miqdordagi iflosliklarni doping deb ataladigan jarayon orqali qo'shib, turli xil ifloslanishlarni va konsentratsiyali turli ta'sirlarni ishlab chiqaradigan vositalar bilan nazorat qilinadi. Dopingni nazorat qilish orqali elektr tokining yarim o'tkazgich orqali harakatlanishi nazorat qilinishi mumkin.
Mis kabi odatda, bir dirijyorda, elektronlar oqimni ko'tarib, yukni tashuvchi sifatida harakat qiladi. Yadroo'tkazgichlarda ham elektronlar, ham "teshiklar", elektronning yo'qligi zaryadlovchilar sifatida ishlaydi. Yarimo'tkazgichning dopingini nazorat qilish orqali o'tkazuvchanlik va zaryadlovchilar tashuvchisi elektron yoki teshikka asoslangan bo'lishi mumkin.
Doping, N-turi va P-turining ikki turi mavjud. N-turi dopantlar, odatda fosfor yoki marsenik, beshta elektronga ega, ular yarim yarim Supero'tkazgichga qo'shimcha ravishda qo'shimcha erkin elektronni beradi. Elektronlar salbiy zaryadga ega bo'lganligi sababli, bu yo'lga qo'yilgan material N-tip deb ataladi. Bor va galyum kabi P-tipli dopantlar faqat uch elektronga ega, bu yarimo'tkazgich kristalining ichida elektron bo'lmasligi va natijada teshik yoki ijobiy zaryad hosil qilib, P-turi deb nomlanadi. N-tipli va P-tipli dopantlar, hatto daqiqalar miqdordagi bo'lsa ham, yarim o'tkazgichni yaxshi o'tkazuvchi qiladi. Biroq, N-tipli va P-tipli yarim o'tkazgichlar o'zlarini juda yaxshi bilishmaydi. Biroq, siz ularni bir-biri bilan aloqa qilib, PN birikmasini hosil qilsangiz, juda ko'p turli xil va juda foydali xatti-harakatlarga ega bo'lasiz.
PN qo'shilishi diodi
Har bir moddaning farqli o'laroq, bir PN birikmasi bir dirijor kabi harakat qilmaydi. Oqimning har ikki yo'nalishda oqishiga yo'l qo'ymaslik o'rniga, PN birikmasi oqim faqat bitta yo'nalishda oqishni ta'minlaydi va asosiy diyot hosil qiladi. Oldinga yo'nalishda (old tomonlama) bir PN birikmasi orqali kuchlanishni qo'llash N-tipli hududdagi elektronlarni P-tipidagi hududda teshiklar bilan birlashtiradi. Diyot orqali oqimning oqimini (teskari tomonlama) oqimga qaytarishga urinish elektronni va teshiklarni bir-biriga bog'laydigan oqimning oqishini oldini oladi. PN birikmalarini boshqa usullar bilan birlashtirish orqali eshiklarni transistorlar kabi boshqa yarimo'tkazgich komponentlariga ochib beradi.
Transistorlar
Asosiy tranzistor diodada ishlatiladigan ikkita emas, balki uchta N-tipli va P-tipli materiallarning birikmasidan tashkil topgan. Ushbu materiallarni birlashtirish bipolyar birikma tranzistor yoki BJT sifatida ma'lum bo'lgan NPN va PNP tranzistorlarini beradi. BJT markazi yoki bazasi tranzistorni kalit yoki amplifikatchi sifatida ishlashga imkon beradi.
NPN va PNP tranzistorlari orqaga joylashtirilgan ikkita diyot kabi ko'rinishi mumkin, bu esa barcha oqimni har ikki yo'nalishda ham oqishiga xalaqit beradi. Markaziy qatlam oldinga siljish bilan markaz qatlamidan kichik oqim oqadi, markaz qatlami bilan hosil qilingan diodaning xususiyatlari esa butun qurilma bo'ylab juda katta oqimning oqishi uchun o'zgaradi. Ushbu xatti-harakat, tranzistorga kichik oqimlarni kuchaytirishi va oqim manbaini yoqish yoki o'chirish uchun kalit sifatida harakat qilish imkonini beradi.
Har xil transistorlar va boshqa yarimo'tkazgichli qurilmalar PN birikmalarini bir qator usullar bilan, ilg'or, maxsus funktsional tranzistorlardan boshqariladigan diodalarga birlashtirish yo'li bilan amalga oshirilishi mumkin. Quyidagi qismlar PN birikmalarining ehtiyot kombinasyonlarından olingan komponentlarning bir nechtasi.
- DIAC
- Lazer diyot
- Nurli diod (LED)
- Zener diodi
- Darlington tranzistor
- MOSFETni o'z ichiga olgan yarim himoyachi transistorlar
- IGBT tranzistorlari
- Silikon nazorat ostida rektifer (SCR)
- Telefonga o'rnatilgan elektron (IC)
- Mikroprosessori
- Raqamli xotira - RAM va ROM
Sensorlar
Yarimo'tkazgichlar ruxsat bergan mavjud nazoratdan tashqari, ular samarali sensorlarga ham ega bo'lgan xususiyatlarga ega. Ular harorat, bosim va nur o'zgarishlariga sezgir bo'lishi mumkin. Qarshilik o'zgarishi yarim Supero'tkazuvchilar Sensor uchun eng tez-tez uchraydigan javob turi hisoblanadi. Yarıiletken özellikleriyle mumkin bo'lgan bir necha Sensor turi quyida keltirilgan.
- Hall effekti sensori (magnit maydon sensori)
- Termistor (rezistorli harorat sensori)
- CCD / CMOS (tasvir sensori)
- Fotodiod (yorug'lik sensori)
- Photoresistor (yorug'lik sensori)
- Piezoresistiv (bosim / chidamlilik sensori)