ວິທີການເຮັດວຽກຂອງເຄື່ອງຈັກ

Semiconductor Basics

ພາບລວມ

ເຕັກໂນໂລຢີທີ່ທັນສະໄຫມໄດ້ເຮັດໃຫ້ຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເປັນຊັ້ນຂອງວັດຖຸທີ່ເອີ້ນວ່າ semiconductors. ອົງປະກອບທີ່ໃຊ້ວຽກທັງຫມົດ, ວົງຈອນລວມ, microchips, transistors, ເຊັ່ນດຽວກັນກັບ sensors ຈໍານວນຫຼາຍແມ່ນການກໍ່ສ້າງດ້ວຍອຸປະກອນການ semiconductor. ໃນຂະນະທີ່ຊິລິໂຄນແມ່ນແຫຼ່ງ semiconductor ທີ່ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງແລະຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນປະເພດເອເລັກໂຕຣນິກ, ມີການນໍາໃຊ້ເຄມີຫຼາຍໆປະເພດເຊັ່ນ: Germanium, Gallium Arsenide, Silicon Carbide, ແລະ semiconductors ອິນຊີ. ອຸປະກອນແຕ່ລະເອົາຄວາມໄດ້ປຽບບາງຢ່າງໃຫ້ກັບຕາຕະລາງເຊັ່ນ: ອັດຕາສ່ວນ / ຄ່າປະສິດທິພາບ, ການດໍາເນີນງານທີ່ມີຄວາມໄວສູງ, ອຸນຫະພູມສູງ, ຫຼືການຕອບສະຫນອງທີ່ຕ້ອງການກັບສັນຍານ.

Semiconductors

ສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ semiconductors ມີປະໂຫຍດດັ່ງນັ້ນແມ່ນຄວາມສາມາດໃນການຄວບຄຸມທີ່ມີຄຸນຄ່າຂອງມັນໃນລັກສະນະແລະຄຸນລັກສະນະທາງໄຟຟ້າຂອງຂະບວນການຜະລິດ. ຄຸນສົມບັດຂອງ Semiconductor ຖືກຄວບຄຸມໂດຍການເພີ່ມປະລິມານຫນ້ອຍຂອງສານເຄມີໃນ semiconductor ຜ່ານຂະບວນການທີ່ເອີ້ນວ່າ doping, ທີ່ມີຄວາມແຕກຕ່າງແລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຕ່າງໆທີ່ຜະລິດຜົນກະທົບຕ່າງໆ. ໂດຍການຄວບຄຸມ doping, ວິທີການເຄື່ອນໄຫວປະຈຸບັນໄຟຟ້າຜ່ານ semiconductor ສາມາດຄວບຄຸມໄດ້.

ໃນ conductor ປົກກະຕິ, ຄືທອງ, ເອເລັກໂຕຣນິກປະຕິບັດໃນປະຈຸບັນແລະປະຕິບັດເປັນຜູ້ຮັບຜິດຊອບ. ໃນ semiconductors ທັງເອເລັກໂຕຣນິກແລະ 'ຂຸມ', ການບໍ່ມີເອເລັກໂຕຣນິກເປັນ, ປະຕິບັດເປັນຜູ້ບັນທຸກຄ່າບໍລິການ. ໂດຍການຄວບຄຸມ doping ຂອງ semiconductor ໄດ້, ການດໍາເນີນການ, ແລະການປະກອບ charger ສາມາດໄດ້ຮັບການສອດຄ່ອງກັບຈະ electron ຫຼືຂຸມອີງ.

ມີສອງຊະນິດ doping, N-type, ແລະ P-type. dopants ປະເພດ N, ປົກກະຕິ phosphorus ຫຼື arsenic, ມີຫ້າເອເລັກໂຕຣນິກ, ເຊິ່ງໃນເວລາທີ່ເພີ່ມໃສ່ semiconductor ເປັນເອເລັກໂຕຣນິກຟຣີ. ເນື່ອງຈາກເອເລັກໂຕຣນິກມີການຄິດໄລ່ທາງລົບ, ວັດສະດຸ doped ວິທີນີ້ຖືກເອີ້ນວ່າ N-type. ຢາ dopants ປະເພດ P, ເຊັ່ນ: boron ແລະ gallium, ມີພຽງແຕ່ສາມເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຜົນໃນການບໍ່ມີເອເລັກໂຕຣນິກໃນ crystal semiconductor, ປະສິດທິຜົນການສ້າງຂຸມຫຼືຄ່າບວກ, ເພາະສະນັ້ນຊື່ P-. ທັງສອງ dopants ປະເພດ N ແລະປະເພດ P, ເຖິງແມ່ນວ່າໃນປະລິມານນາທີ, ຈະເຮັດໃຫ້ semiconductor ເປັນ conductor ດີ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, N-type ແລະ P-semiconductors ຊະນິດບໍ່ໄດ້ພິເສດໂດຍຕົນເອງ, ເປັນຕົວນໍາທີ່ດີ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ເມື່ອທ່ານຕິດຕໍ່ພົວພັນກັບກັນແລະກັນ, ການສ້າງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ PN, ທ່ານຈະໄດ້ຮັບພຶດຕິກໍາທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະມີປະໂຫຍດຫຼາຍ.

The PN Junction Diode

ຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ PN, ບໍ່ແຕກຕ່າງຈາກແຕ່ລະອຸປະກອນທີ່ແຍກຕ່າງຫາກ, ບໍ່ໄດ້ປະຕິບັດຄືກັບ conductor. ແທນທີ່ຈະອະນຸຍາດໃຫ້ປະຈຸບັນໄຫຼໃນທິດທາງໃດກໍ່ຕາມ, ຈຸດປະສົງ PN ພຽງແຕ່ອະນຸຍາດໃຫ້ປະຈຸບັນໄຫຼໃນຫນຶ່ງທິດທາງ, ສ້າງ diode ພື້ນຖານ. ການນໍາໃຊ້ແຮງດັນໃນລະຫວ່າງຈຸດເຊື່ອມຕໍ່ PN ໃນທິດທາງຫນ້າ (ທາງຫນ້າ) ຊ່ວຍໃຫ້ເອເລັກໂຕຣນິກໃນພາກປະເພດ N ປະສົມກັບຂຸມໃນພາກປະເພດ P. ຄວາມພະຍາຍາມທີ່ຈະປະຕິເສດການໄຫຼຂອງປັດຈຸບັນ (ທາງທິດສະດີຍ້ອນກັບ) ຜ່ານ diode ກໍາລັງໄຟຟ້າແລະຫລຸມອອກນອກເຊິ່ງປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ໄຫຼຜ່ານທາງຜ່ານ. ການສົມທົບການປະສານງານ PN ໃນວິທີການອື່ນໆຈະເປີດປະຕູໃຫ້ກັບອົງປະກອບ semiconductor ອື່ນໆ, ເຊັ່ນ: transistor.

Transistors

transistor ພື້ນຖານແມ່ນຜະລິດຈາກການປະສົມປະສານຂອງຈຸດປະສານຂອງສາມ N-type ແລະ P-type ອຸປະກອນແທນທີ່ຈະໃຊ້ສອງໃນ diode ໄດ້. ການສົມທົບຂອງວັດສະດຸເຫຼົ່ານີ້ຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ NPN ແລະ PNP transistors ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າ transistors bipolar junction ຫຼື BJTs. ສູນກາງຫຼືພື້ນຖານ BJT ອະນຸຍາດໃຫ້ transistor ປະຕິບັດເປັນ switch ຫຼື amplifier.

ໃນຂະນະທີ່ NPN ແລະ PNP transistors ອາດຈະຄ້າຍຄືກັບສອງ diodes ກັບຄືນໄປບ່ອນ, ເຊິ່ງຈະຕັນທັງຫມົດປະຈຸບັນຈາກການໄຫຼໃນທິດທາງໃດກໍ່ຕາມ. ໃນເວລາທີ່ສູນກາງແມ່ນກ້າວຫນ້າຕໍ່ໄປເພື່ອໃຫ້ກະແສໄຟຟ້າຂະຫນາດນ້ອຍໄຫຼຜ່ານຊັ້ນກາງ, ຄຸນລັກສະນະຂອງ diode ໄດ້ຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍມີການປ່ຽນແປງຊັ້ນກາງເພື່ອອະນຸຍາດໃຫ້ປະຈຸບັນມີຫຼາຍຂະຫນາດໃຫຍ່ໄຫຼຜ່ານອຸປະກອນທັງຫມົດ. ພຶດຕິກໍານີ້ເຮັດໃຫ້ transistor ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍວົງຈອນຂະຫນາດນ້ອຍແລະປະຕິບັດເປັນ switch ປ່ຽນເປັນແຫຼ່ງປະຈຸບັນຢູ່ຫຼືປິດ.

ປະເພດຕ່າງໆຂອງ transistors ແລະອຸປະກອນ semiconductor ອື່ນໆສາມາດເຮັດໄດ້ໂດຍການເຊື່ອມໂຍງ PN junctions ໃນຫຼາຍວິທີ, ຈາກກ້າວຫນ້າທາງດ້ານ, transistors ຟັງຊັ່ນພິເສດກັບ diodes ຄວບຄຸມ. ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນພຽງແຕ່ບາງສ່ວນຂອງອົງປະກອບທີ່ເຮັດຈາກການປະສົມປະສານລະມັດລະວັງຂອງລະບົບ PN.

• DIAC
• Diode ເລເຊີ
• Diode ແສງສະຫວ່າງ (LED)
• Zener diode
• Darlington transistor
• transistor ຜົນກະທົບພາກສະຫນາມ, ລວມທັງ MOSFETs
• IGBT transistor
• ຕົວແກ້ລີມຄວບຄຸມຊິລິໂຄນ (SCR)
• ວົງຈອນລວມ (ICs)
• Microprocessor
• ຫນ່ວຍຄວາມຈໍາດິຈິຕອນ - RAM ແລະ ROM

ເຊັນເຊີ

ນອກຈາກການຄວບຄຸມໃນປະຈຸບັນທີ່ semiconductors ອະນຸຍາດໃຫ້, ພວກເຂົາຍັງມີຄຸນສົມບັດທີ່ເຮັດໃຫ້ສໍາລັບແກັບທີ່ມີປະສິດທິຜົນ. ພວກເຂົາສາມາດເຮັດໃຫ້ມີຄວາມສັບສົນກັບການປ່ຽນແປງຂອງອຸນຫະພູມ, ຄວາມກົດດັນແລະຄວາມສະຫວ່າງ. ການປ່ຽນແປງໃນການຕໍ່ຕ້ານແມ່ນການຕອບສະຫນອງປະເພດທົ່ວໄປທີ່ສຸດສໍາລັບເຊັນເຊີເຄິ່ງດໍາເນີນການ. ບາງປະເພດຂອງແກັບທີ່ເຮັດໃຫ້ເປັນໄປໄດ້ໂດຍຄຸນສົມບັດຂອງ semiconductor ແມ່ນລະບຸໄວ້ຂ້າງລຸ່ມນີ້.

• ເຊັນເຊີຜົນກະທົບຫໍ (ເຊັນເຊີພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກ)
• Thermistor (ເຊັນເຊີຄວາມຕ້ານທານອຸນຫະພູມ)
• CCD / CMOS (ເຊັນເຊີຮູບພາບ)
• Photodiode (sensor ແສງ)
• Photoresistor (ເຊັນເຊີແສງ)
• Piezoresistive (ເຊັນເຊີແຮງດັນ / ແຮງດັນ)