របៀបដំណើរការអេឡិចត្រូនិច

មូលដ្ឋានគ្រឹះ Semiconductor

ទិដ្ឋភាពទូទៅ

បច្ចេកវិទ្យាទំនើបត្រូវបានធ្វើឡើងអាចធ្វើទៅបានដោយសារធាតុថ្នាក់មួយដែលគេហៅថា semiconductors ។ សមាសធាតុសកម្មទាំងអស់សៀគ្វីបញ្ចូលចរន្តតូចប៊ិចស្យុងព្រមទាំងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាជាច្រើនត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយសម្ភារៈឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក។ ខណៈពេលដែលស៊ីលីសុនគឺជាសម្ភារៈអេឡិចត្រូនិកដែលត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតនិងត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតអេឡិចត្រូនិចត្រូវបានគេប្រើប្រាស់រួមទាំង Germanium, Gallium Arsenide, Silicon Carbide ក៏ដូចជាឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកសរីរាង្គផងដែរ។ សម្ភារៈនីមួយៗនាំមកនូវអត្ថប្រយោជន៍ជាក់លាក់ចំពោះតារាងដូចជាសមាមាត្រនៃការចំណាយ / ការប្រតិបត្តិការល្បឿនលឿនសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ឬការឆ្លើយតបដែលចង់បានទៅនឹងសញ្ញា។

ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក

អ្វីដែលធ្វើឱ្យឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកមានប្រយោជន៍ច្រើនណាស់គឺជាសមត្ថភាពក្នុងការត្រួតពិនិត្យលក្ខណៈសម្បត្តិនិងឥរិយាបថអគ្គិសនីយ៉ាងពិតប្រាកដរបស់ពួកគេក្នុងដំណើរការផលិត។ លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់ Semiconductor ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយបន្ថែមបរិមាណតូចតាចនៃភាពមិនធម្មតានៅក្នុងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកតាមរយៈដំណើរការដែលគេហៅថា doping ដោយមានភាពមិនប្រក្រតីផ្សេងៗគ្នានិងការប្រមូលផ្តុំដែលបង្កើតផលខុសគ្នា។ ដោយការត្រួតពិនិត្យនូវសារធាតុហាមឃាត់របៀបដែលចរន្តអគ្គីសនីឆ្លងកាត់ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រង។

នៅក្នុង conductor ធម្មតាដូចជាទង់ដែងអេឡិចត្រុងផ្ទុកចរន្តនិងដើរតួជាអ្នកផ្ទុកបន្ទុក។ នៅក្នុងអេឡិចត្រូនិកទាំងអេឡិចត្រុងនិង 'រន្ធ' អវត្ដមាននៃអេឡិចត្រុមួយ, ដើរតួជាអ្នកផ្ទុកបន្ទុក។ ដោយការត្រួតពិនិត្យការប្រើសារធាតុអេឡិចត្រូនិចនៃឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកការដឹកជញ្ចូននិងឧបករណ៍បញ្ជូនបន្ទុកអាចត្រូវបានធ្វើតាមអេឡិចត្រុងឬរន្ធ។

មានពីរប្រភេទនៃប្រភេទសារធាតុញៀនប្រភេទ N និងប្រភេទ P ។ ថ្នាំ dopants ប្រភេទ N ជាធម្មតាផូស្វ័រឬអាសនិកមានអេឡិចត្រុងប្រាំដែលនៅពេលបញ្ចូលទៅអេឡិចត្រូនិកផ្តល់អេឡិចត្រុងដោយឥតគិតថ្លៃ។ ដោយសារអេឡិចត្រុងមានបន្ទុកអវិជ្ជមានសម្ភារៈមួយដែលត្រូវបានប្រើវិធីនេះត្រូវបានគេហៅថា N-type ។ ប្រភេទ dopor ប្រភេទ P ដូចជា boron និង gallium មានតែអេឡិចត្រុងបីដែលបណ្តាលឱ្យអវកាសអេឡិចត្រុងនៅក្នុងកញ្ចក់អេឡិចត្រូនិកមានប្រសិទ្ធិភាពបង្កើតរន្ធរឺបន្ទុកវិជ្ជមានហេតុនេះឈ្មោះប្រភេទ P ។ ទាំងប្រភេទថ្នាំប្រភេទ N និងប្រភេទថ្នាំពុលទាំងនោះសូម្បីតែក្នុងបរិមាណមួយនាទីនឹងធ្វើឱ្យឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចជាឧបករណ៍ចម្លងដ៏សមរម្យមួយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយប្រភេទឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកប្រភេទ N និងប្រភេទ P មិនមានលក្ខណៈពិសេសដោយខ្លួនឯងដោយគ្រាន់តែជាក្បាលម៉ាស៊ីនសមរម្យប៉ុណ្ណោះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយនៅពេលអ្នកដាក់វានៅក្នុងទំនាក់ទំនងជាមួយគ្នាបង្កើតជាចំណុចប្រសព្វ PN អ្នកទទួលបានឥរិយាបថខុសៗគ្នានិងមានប្រយោជន៍យ៉ាងខ្លាំង។

Diode ចំនុច PN

ចំណុចប្រសព្វ PN មិនដូចសម្ភារៈនីមួយៗដាច់ដោយឡែកពីគ្នាទេមិនធ្វើដូចជាអ្នកដឹកនាំទេ។ ជាជាងអនុញ្ញាតឱ្យចរន្តបញ្ចូនទៅក្នុងទិសដៅណាមួយចំណុចប្រសព្វ PN អនុញ្ញាតឱ្យចរន្តបច្ចុប្បន្នហូរក្នុងទិសមួយដែលបង្កើតឌីអេហ្វដមូលដ្ឋានមួយ។ ការតម្លើងតង់ស្យុងឆ្លងកាត់ចំណុចប្រសព្វ PN ក្នុងទិសដៅទៅមុខ (ការបត់បែនទៅមុខ) ជួយអេឡិចត្រុងនៅក្នុងតំបន់ប្រភេទ N រួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយរន្ធនៅក្នុងតំបន់ប្រភេទ P ។ ការប៉ុនប៉ងបញ្ច្រាសលំហូរចរន្ត (ការលំអៀងបញ្ច្រាស) តាមរយៈកម្លាំង diode អេឡិចត្រុងនិងប្រហោងដាច់ ៗ ដែលរារាំងចរន្តចរន្តឆ្លងកាត់ប្រសព្វ។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃការភ្ជាប់ PN នៅក្នុងវិធីផ្សេងទៀតបើកច្រកទ្វារទៅសមាសភាគឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកផ្សេងទៀតដូចជាត្រង់ស៊ីស្ទ័រ។

ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ

ត្រង់ស៊ីស្ទ័រមូលដ្ឋានត្រូវបានបង្កើតឡើងពីការរួមបញ្ចូលគ្នានៃចំណុចប្រសព្វនៃប្រភេទបីប្រភេទ N និងប្រភេទ P ជាជាងពីរដែលត្រូវបានប្រើនៅក្នុង diode មួយ។ ការរួមផ្សំសម្ភារៈទាំងនេះផ្តល់នូវ NPN និង PNP transistor ដែលត្រូវបានគេស្គាល់ថា transistor bipolar junction ឬ BJTs ។ មជ្ឈមណ្ឌលឬមូលដ្ឋាន BJT អនុញ្ញាតឱ្យ transistor ដើរតួជា switch ឬ amplifier ។

ខណៈពេលដែល NPN និង PNP transistors អាចមើលទៅដូចជា diodes ពីរបានដាក់ត្រឡប់មកវិញដើម្បីទប់ស្កាត់ដែលនឹងរារាំងចរន្តទាំងអស់ពីការហូរនៅក្នុងទិសដៅណាមួយ។ នៅពេលស្រទាប់កណ្តាលត្រូវបានពន្យាទៅមុខដូច្នេះចរន្តតូចឆ្លងកាត់ស្រទាប់កណ្តាលលក្ខណៈនៃអង្កត់ផ្ចិតដែលបង្កើតឡើងដោយការផ្លាស់ប្តូរស្រទាប់កណ្តាលដើម្បីអនុញ្ញាតឱ្យមានចរន្តធំជាងមុនឆ្លងកាត់ឧបករណ៍ទាំងមូល។ ឥរិយាបថនេះផ្តល់ឱ្យ transistor សមត្ថភាពក្នុងការពង្រីកចរន្តតូចៗនិងធ្វើសកម្មភាពដូចជាការប្ដូរឬបើកប្រភពបច្ចុប្បន្ន។

ភាពខុសគ្នានៃប្រភេទនៃត្រង់ស៊ីស្ទ័រនិងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចផ្សេងទៀតអាចត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយការរួមបញ្ចូលគ្នារវាងបំពង់ PN នៅក្នុងវិធីមួយចំនួនពីកម្រិតខ្ពស់ transistor មុខងារពិសេសទៅ diodes បានត្រួតពិនិត្យ។ ខាងក្រោមនេះគឺគ្រាន់តែជាសមាសធាតុមួយចំនួនដែលបានធ្វើឡើងពីការបន្សំប្រុងប្រយ័ត្ននៃបំពង់ PN ។

• DIAC
• ឌីដ្រូសឺរ
• ឌីយ៉ូតបញ្ចេញពន្លឺ (អំពូល LED)
• diode Zener
• Darlington transistor
• transistor ផលប៉ះពាល់វាលរួមទាំង MOSFETs
• IGT transistor
• កាំរស្មីគ្រប់គ្រងដោយស៊ីលីក (SCR)
• សៀគ្វីរួមបញ្ចូល (ICs)
• Microprocessor
• សតិឌីជីថល - RAM និងរ៉ូម

ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា

លើសពីវត្ថុបញ្ជាបច្ចុប្បន្នដែលឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកអនុញ្ញាតឱ្យពួកគេមានលក្ខណសម្បត្តិដែលបង្កើតសម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាដែលមានប្រសិទ្ធិភាព។ ពួកគេអាចត្រូវបានធ្វើឡើងដើម្បីឱ្យមានការប្រែប្រួលទៅនឹងការផ្លាស់ប្តូរសីតុណ្ហភាពសម្ពាធនិងពន្លឺ។ ការផ្លាស់ប្តូរភាពធន់ទ្រាំគឺជាប្រភេទឆ្លើយតបទូទៅបំផុតសម្រាប់ឧបករណ៏ពាក់កណ្តាល។ មួយចំនួននៃឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាប្រភេទដែលអាចធ្វើទៅបានដោយលក្ខណៈសម្បត្តិឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកត្រូវបានរាយខាងក្រោម។

• ឧបករណ៏មានប្រសិទ្ធិភាព Hall (ឧបករណ៏វាលម៉ាញេទិក)
• Thermistor (ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសីតុណ្ហាភាពធន់ទ្រាំ)
• CCD / CMOS (ឧបករណ៏រូបភាព)
• កាំពន្លឺ (ឧបករណ៏ពន្លឺ)
• Photoresistor (ឧបករណ៏ពន្លឺ)
• ផូស្វ័រសូរិច (ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសម្ពាធ / សំពាធ)