Dasar Semiconductor
Ihtisar
téhnologi modéren dimungkinkeun nuhun ka kelas bahan nu disebut semikonduktor. komponén Sadaya aktip, sirkuit terpadu, microchips, transistor, kitu ogé loba sensor anu diwangun kalayan bahan semikonduktor. Bari silikon mangrupakeun bahan semikonduktor paling loba dipaké tur pangalusna-dipikawanoh dipaké dina éléktronika, rupa-rupa semikonduktor dipaké kaasup germanium, gallium Arsenide, Silicon Carbide, kitu ogé semikonduktor organik. Tiap bahan brings kaunggulan tangtu tabél kayaning ratio ongkos / kinerja, operasi-speed tinggi,-suhu luhur, atawa respon nu dipikahoyong nepi ka sinyal.
semikonduktor
Naon ngajadikeun semikonduktor jadi mangpaat nya éta kamampuh pikeun persis ngadalikeun sipat listrik maranéhanana sarta kabiasaan mangsa proses manufaktur. Sipat Semiconductor nu dikawasa ku nambahkeun saeutik pangotor dina semikonduktor ngaliwatan prosés nu disebut nambahkeun atawa doping, kalayan najis béda jeung kadarna ngahasilkeun épék béda. Ku ngadalikeun nambahkeun atawa doping teh, jalan hiji belah arus listrik ngaliwatan semikonduktor a bisa dikontrol.
Dina konduktor has, kawas tambaga, éléktron mawa arus jeung meta salaku pamawa muatan. Dina semikonduktor duanana éléktron na 'liang' henteuna hiji éléktron, meta salaku muatan operator. Ku ngadalikeun nambahkeun atawa doping teh semikonduktor, konduktivitas, sarta pamawa muatan bisa tailored janten boh éléktron atawa liang dumasar.
Aya dua jenis nambahkeun atawa doping, N-jenis, sarta P-jenis. N-tipe dopants, ilaharna fosfor atanapi arsén, gaduh lima éléktron, nu lamun ditambahkeun kana semikonduktor a nyadiakeun hiji éléktron tambahan gratis. Kusabab éléktron boga muatan négatip, bahan anu doped cara kieu disebutna N-jenis. P-tipe dopants, kayaning boron jeung gallium, ngan boga tilu éléktron nu hasil dina henteuna hiji éléktron dina kristal semikonduktor, éféktif nyieun liang atawa muatan positif, ku kituna nami P-jenis. Duanana N-jenis sarta P-tipe dopants, sanajan dina jumlah menit, moal ngadamel semikonduktor konduktor santun. Sanajan kitu, N-jenis sarta P-tipe semikonduktor henteu pisan husus ku sorangan, keur konduktor ngan santun. Sanajan kitu, mun anjeun nempatkeun eta dina kontak saling, ngabentuk simpang PN, anjeun meunang sababaraha paripolah beda pisan jeung pohara kapaké.
The PN simpang dioda
A simpang PN, teu saperti tiap bahan kapisah, teu kalakuan jiga konduktor a. Tinimbang sahingga ayeuna keur ngalir di boh arah, a simpang PN ukur ngamungkinkeun ayeuna keur ngalir dina hiji arah, nyieun hiji dioda dasar. Nerapkeun tegangan sakuliah simpang PN di arah maju (maju bias) ngabantuan éléktron di wewengkon N-tipe ngagabungkeun jeung liang di wewengkon P-jenis. Ngusahakeun ngabalikeun aliran ayeuna (ngabalikeun bias) ngaliwatan dioda nu Angkatan éléktron na liang eta anu nyegah ayeuna ti ngalir di sakuliah simpang teh. Ngagabungkeun PN junctions ku cara nu sejen muka lawang pikeun komponén semikonduktor lianna, kayaning transistor anu.
transistor
A transistor dasar dijieun tina kombinasi tina simpang tilu N-jenis sarta P-jenis bahan tinimbang dua dipaké dina dioda a. Ngagabungkeun bahan ieu ngahasilkeun NPN na PNP transistor nu dipikawanoh salaku transistor simpang bipolar atanapi BJTs. Pusat, atawa basa, wilayah BJT ngamungkinkeun transistor nu meta salaku switch atanapi panguat.
Bari NPN na PNP transistor bisa kasampak kawas dua diodes disimpen deui ka balik, anu bakal meungpeuk sadayana ayeuna ti ngalir di boh arah. Nalika éta lapisan puseur anu maju bias jadi eta a ayeuna leutik ngalir ngaliwatan lapisan puseur, sipat sahiji dioda dibentuk ku robah lapisan puseur pikeun ngidinan hiji ayeuna loba nu leuwih gede pikeun ngalir di sakuliah sakabéh alat. kabiasaan Hal ieu méré transistor anu kamampuhan pikeun ngagedékeun arus leutik sarta meta salaku switch ngarobah hiji sumber ayeuna atawa mareuman.
A-rupa tipe transistor jeung alat semikonduktor lianna bisa dijieun ku ngagabungkeun PN junctions dina Jumlah cara, ti canggih, transistor fungsi husus ka diodes dikawasa. Di handap aya ngan sababaraha komponén dijieun tina kombinasi ati junctions PN.
- DIAC
- laser dioda
- Lampu-emitting dioda (LED)
- Zener dioda
- Darlington transistor
- Lapang-éfék transistor, kaasup MOSFETs
- IGBT transistor
- Silicon dikawasa panyaarah (SCR)
- circuit terpadu (ICs)
- Microprocessor
- Digital Mémori - RAM na ROM
sensor
Salian kadali ayeuna nu semikonduktor ngidinan, maranéhna ogé boga sipat nu ngadamel pikeun sensor éféktif. Éta bisa dijieun janten peka parobahan suhu, tekanan, sarta lampu. A robah di lalawanan teh tipe nu paling umum dina respon pikeun sensor semi-conductive. Sababaraha tina jenis sensor dimungkinkeun ku sipat semikonduktor dibéréndélkeun di handap.
- sensor éfék Hall (sensor médan magnét)
- Térmistor (sensor hawa résistif)
- CCD / CMOS (sensor gambar)
- Photodiode (sensor lampu)
- Photoresistor (sensor lampu)
- Piezoresistive (tekanan / sensor galur)