सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स ने दुनिया को काफी बदल दिया है। कई चीजें जो लंबे समय तक विज्ञान कथा लेखकों के कार्यों के पन्नों को नहीं छोड़ती थीं, वे संभव हो गए। यह जानने के लिए कि सेमीकंडक्टर डिवाइस कैसे काम करते हैं और क्या अद्वितीय हैं, विभिन्न शारीरिक प्रक्रियाओं की समझ होना आवश्यक है।

लेख मुख्य अर्धचालक उपकरणों के संचालन के सिद्धांतों पर चर्चा करता है। कामकाज का वर्णन भौतिकी के दृष्टिकोण से कहा गया है। लेख में सामग्री को पाठकों की एक विस्तृत श्रृंखला को समझने के लिए आवश्यक शर्तों का परिचयात्मक विवरण शामिल है।

दृष्टांत: ३४, वर्ण: ५१ ६० ९।

हाल ही में, विभिन्न अर्धचालक उपकरणों और उनके मापदंडों पर विषयगत लेखों की एक बड़ी संख्या हैबे पर दिखाई दी है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि यह सामग्री इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में शुरुआती लोगों के लिए विशेष रूप से दिलचस्प है, क्योंकि विभिन्न उपकरणों की वर्तमान बहुतायत अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए ठीक है। इस सामग्री को इस ब्लॉग पर प्रकाशित उत्कृष्ट लेख AveNat , Dooez और IIIa66uMEM6eP के अलावा कुछ के रूप में माना जाना चाहिए। लेख में दिए गए विवरण को समस्या के भौतिक पक्ष के बारे में अधिक बताने के लिए निर्धारित किया गया है, हालांकि कुछ तकनीकी विशेषताओं का भी संकेत दिया गया है। अन्य बातों के अलावा, सामग्री आंशिक रूप से पहले से ही प्रकाशित लेखों को ग्रहण करती है, जो कि सामग्री के छात्रों के लिए एक प्लस भी है, क्योंकि विभिन्न होंठों से समान के बारे में जानकारी सच्चाई के करीब जाती है। परंपरागत रूप से, सामग्री पाठकों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अभिप्रेत है, इसलिए प्रस्तुति काफी विस्तृत है। आप प्रत्येक अनुभाग के अंत में सारांश पैराग्राफ की सामग्री को जल्दी से पढ़ सकते हैं। रुचि रखने वालों के लिए लेख के अंत में, ज्ञान के अतिरिक्त स्रोतों की एक सूची उपलब्ध है।

आधुनिक विद्युत उपकरण बहुत जटिल उपकरण हैं। उनके कामकाज का भौतिक विवरण हमेशा आसानी से समझ में नहीं आता है। किसी विशेष उपकरण के संचालन के सिद्धांत को स्पष्ट रूप से समझने के लिए, उन्हें अंतर्निहित भौतिक भौतिक घटनाओं को जानना आवश्यक है। इसलिए, एक भाषा में बोलना जारी रखने के लिए, निम्नलिखित अवधारणाओं का संक्षिप्त विवरण है जैसे कि विद्युत क्षेत्र, विद्युत प्रवाह और प्रसार।

चरण 1. विद्युत क्षेत्र

भौतिकी के दृष्टिकोण से, एक विद्युत क्षेत्र कुछ ऐसा मामला है जो चार्ज किए गए निकायों के बगल में मौजूद है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि मामले, निकाय और प्रभार के रूप में इस तरह की शर्तों पर यहां चर्चा नहीं की जाएगी, क्योंकि ये भौतिकी और दर्शन के कगार पर चर्चा के विषय हैं। यह केवल यह समझा जाना चाहिए कि यह सब बिजली की घटना से जुड़ा हुआ है और, तदनुसार, एक चार्ज एक विद्युत चार्ज है। अधिक स्पष्टता के लिए, आप नीचे दिए गए चित्र पर एक नज़र डाल सकते हैं।

चित्र में दो वस्तुएं हैं - गेंदें। प्रत्येक गेंद की एक विशेष विशेषता होती है - एक चार्ज। यह शुल्क या तो सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है। ये दो गेंदें एक दूसरे के साथ एक विद्युत क्षेत्र के माध्यम से बातचीत करती हैं जो उन्हें "चारों ओर" करता है। यह वह जगह है जहां विद्युत क्षेत्र का सार प्रकट होता है: यह आवेशित निकायों के बीच कुछ विद्युत बलों के अस्तित्व के कारण है। ये बल ऐसे हैं कि यदि गेंदों पर एक ही संकेत के आरोप हैं, तो वे एक-दूसरे से दूर हो जाएंगे, यदि अलग-अलग होते हैं, तो इसके विपरीत - करीब पहुंचें। अधिक विस्तार से इस प्रश्न का अध्ययन शारीरिक पाठ्यपुस्तकों में कूलम्ब कानून और इलेक्ट्रोस्टैटिक क्षेत्र के विषय पर किया जा सकता है।

सुविधा के लिए, विद्युत क्षेत्र को एक विशेष मूल्य - तनाव द्वारा विशेषता है। यह तुलना करने के लिए आवश्यक है कि कौन सा क्षेत्र "मजबूत" है और कौन सा "कमजोर" है। क्या सूत्र की गणना की जाती है और इस मामले में किन इकाइयों को मापा जाता है यह महत्वपूर्ण नहीं है। मुख्य बात यह है कि अधिक से अधिक विद्युत क्षेत्र, "मजबूत" यह एक चार्ज शरीर पर कार्य करता है। इसके अलावा, क्षेत्र की इस विशेषता की एक दिशा है। इस मामले में, यह कहा जाता है कि तनाव एक वेक्टर मात्रा है, क्योंकि वेक्टर में आमतौर पर कुछ दिशा होती है। जिस दिशा को जानने के लिए आपको उस दिशा को निर्धारित करने की आवश्यकता है कि क्षेत्र किस दिशा में आवेशित शरीर को "पुश" करेगा। आप आंकड़ा और एक सूत्र का उपयोग करके स्थिति को स्पष्ट कर सकते हैं।

तस्वीर एक बिजली के क्षेत्र में रखी गई एक गेंद को दिखाती है। इस मामले में, कोई फर्क नहीं पड़ता कि किस क्षेत्र में आरोपित निकायों का गठन किया गया था। इस क्षेत्र में तनाव की विशेषता है, जिसकी एक निश्चित दिशा है। गेंद पर किसी चिन्ह का एक निश्चित आवेश होता है। आकृति में दिखाया गया सूत्र बताता है कि यदि गेंद का आवेश धनात्मक है, तो क्षेत्र "इसे आगे बढ़ाता है" (वे क्षेत्र में कहते हैं), यदि यह ऋणात्मक है, तो यह क्षेत्र के विरुद्ध है।

वास्तविक आवेशित निकायों का सबसे सरल उदाहरण एक इलेक्ट्रॉन है। जो कि, "मैजिक" कानूनों के अनुसार एक विशुद्ध रूप से क्वांटम ऑब्जेक्ट और "लिविंग" है, एक गेंद के रूप में, कुछ सन्निकटन के लिए माना जा सकता है, जिसके लिए उपरोक्त सभी तर्क सत्य हैं। इलेक्ट्रॉन पर आरोप ऋणात्मक है, इसलिए यह क्षेत्र के खिलाफ "उड़ता" है।

सब कुछ के अलावा, तीव्रता के अलावा, जो विद्युत क्षेत्र की बल विशेषताओं का वर्णन करता है, एक और विशेषता पेश की जाती है - क्षमता। क्षमता एक ऊर्जा विशेषता है। भौतिकी में ऊर्जा आम तौर पर एक दिलचस्प बात है और इसकी समझ भी दार्शनिक और शारीरिक चर्चा की श्रेणी से संबंधित है। इसके गुणों के कारण, यह गणितीय गणनाओं के लिए बहुत सुविधाजनक है। हम यहां इस मुद्दे पर ध्यान नहीं देंगे।

संभावित प्रत्येक बिंदु के ऊर्जा गुणों का वर्णन करता है जहां एक क्षेत्र होता है और सामान्य स्थिति में यह प्रत्येक बिंदु के लिए अलग होता है। विशेष रुचि के संभावित अंतर है। संभावित अंतर और क्षेत्र की ताकत के बीच एक संबंध है। इस अवधारणा का सार नीचे दिए गए आंकड़े से समझा जा सकता है। संभावित अंतर को आमतौर पर वोल्टेज कहा जाता है (तनाव से भ्रमित नहीं होना)। यह बिल्कुल वोल्टेज नहीं है जो वोल्टमीटर के साथ विद्युत सर्किट में मापा जाता है, हालांकि कुछ कनेक्शन है। फिर, सभी सूक्ष्मताओं को भौतिकी पर पाठ्य पुस्तकों से निकाला जा सकता है।

भौतिक विज्ञान में, आवेशित पिंडों की कोई भी गति जो एक स्पष्ट दिशा है, को धारा कहा जाता है। इस मामले में, विद्युत प्रवाह द्वारा। यह बहुत महत्वपूर्ण है कि आवेशित निकायों की गति न केवल उन पर क्षेत्र की कार्रवाई के कारण हो सकती है। इस तथ्य के कारण कि एक समर्पित दिशा है, वर्तमान में भी कुछ दिशा है। ऐतिहासिक रूप से, नकारात्मक चार्ज कणों की गति के लिए, धारा को विपरीत दिशा में निर्देशित माना जाता है। आंकड़े में इस पर अधिक।

व्यवहार में, वे आमतौर पर एक मूल्य का उपयोग करते हैं - वर्तमान ताकत, जिसे बस वर्तमान कहा जाता है, और जिसे एम्पीयर में मापा जाता है । यह मान बताता है कि कितने चार्ज किए गए निकाय एक निश्चित क्षेत्र (सामग्री क्रॉस-सेक्शन) के माध्यम से प्रति यूनिट समय में "मक्खियों" को उड़ाते हैं। वर्तमान (वर्तमान ताकत) और वोल्टेज के बीच संबंध ओम के नियम (चित्र में सूत्र) द्वारा निर्धारित किया जाता है। इन दोनों मात्राओं को प्रतिरोध नामक गुणांक द्वारा जोड़ा जाता है। यह गुणांक सामग्री और विभिन्न भौतिक घटनाओं को चित्रित करता है जो इस सामग्री में वर्तमान प्रवाह के साथ होता है। आमतौर पर प्रतिरोध केवल कुछ संख्या है, हालांकि अधिक जटिल मामले हैं। इसे पाठ्यपुस्तकों में पढ़ा जा सकता है। कभी-कभी, सुविधा के लिए, वे प्रतिरोध के बजाय दूसरे मूल्य - चालकता का उपयोग करते हैं। उनके बीच का अंतर नाम से स्पष्ट है: सामग्री का प्रतिरोध जितना अधिक होगा, खराब (कम) चालकता।

विद्युत घटना के बीच, एक और बहुत ही दिलचस्प विशेषता यह है कि यदि चार्ज के विपरीत कोई भी संचय होता है, तो उनके बीच एक विद्युत क्षेत्र (वोल्टेज) उत्पन्न होता है, जो इंगित करता है कि इस तरह की प्रणाली विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा को संग्रहीत करती है। इन प्रणालियों को संख्यात्मक रूप से पैरामीटर की विशेषता है - विद्युत समाई। लोकप्रिय विद्युत उपकरण - कैपेसिटर - इस सिद्धांत पर काम करते हैं। हम बारीकियों में नहीं जाएंगे।

आपको यह भी समझने की आवश्यकता है कि विद्युत घटना विद्युत चुंबकत्व की अभिव्यक्ति का एक विशेष मामला है, जिसे साहित्य में अधिक पढ़ा जा सकता है, जो कि लेख के अंत में दिया गया है।

सारांश

इलेक्ट्रॉनिक्स एक विद्युत प्रकृति की विभिन्न भौतिक घटनाओं पर आधारित है। सबसे महत्वपूर्ण अवधारणा चार्ज कणों के विद्युत क्षेत्र और उनके विद्युत प्रवाह हैं। बिजली के क्षेत्र में तीव्रता और संभावित वितरण की विशेषता है। एक संभावित अंतर की उपस्थिति एक विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति का संकेत देती है और इसके विपरीत। किसी भी ताकत के प्रभाव में, बिजली के क्षेत्र की तरफ से, एक विद्युत प्रवाह (आरोपों के आंदोलन का आदेश दिया) शामिल है। चार्ज के विपरीत संचय एक विद्युत क्षेत्र की ऊर्जा को संग्रहीत करते हैं और विद्युत क्षमता (कैपेसिटर) की विशेषता होती है।

चरण 2. प्रसार

ऊर्जा की एक ख़ासियत है, यह हमेशा किसी भी स्थिति में न्यूनतम संभव होने का प्रयास करता है। यह प्रकृति का नियम है। एक तरह से, सामान्य तौर पर, हमारे आस-पास होने वाली हर चीज को इस कानून द्वारा सटीक रूप से समझाया जा सकता है। इसे कभी-कभी कम से कम ऊर्जा का सिद्धांत कहा जाता है। इसीलिए, कूदने के बाद हम हमेशा नीचे गिरते हैं, कॉफी हमेशा ठंडी रहती है, हवा कहीं बहती है, आदि। वही सिद्धांत प्रसार की घटना की व्याख्या करता है। एक दृश्य प्रतिनिधित्व के लिए, आप देख सकते हैं कि क्या होता है अगर चीनी के एक टुकड़े को एक गिलास पानी में रखा जाता है और उभारा नहीं जाता है।

भंग करने के बाद, चीनी कण एक स्थान पर होंगे, एक गिलास के तल पर कहेंगे। थोड़ी देर के बाद, यह नोटिस करना संभव होगा कि ग्लास का सारा पानी मीठा हो गया है, अर्थात। चीनी कण पूरी तरह से कांच की पूरी मात्रा में स्थित हैं। यह नीचे दिए गए आंकड़े में योजनाबद्ध रूप से दिखाया गया है।

किसी पदार्थ के कणों के इस व्यवहार को विसरण कहा जाता है। इसलिए, हम कह सकते हैं कि चूंकि सभी वस्तुएं अणुओं और परमाणुओं से बनी होती हैं, तो एक क्षेत्र की उपस्थिति में जहां अन्य क्षेत्रों की तुलना में अधिक कण (अणु या परमाणु) होते हैं, एक उच्च एकाग्रता के एक क्षेत्र से एक निचले एक स्थान पर स्थानांतरण होता है। दूसरे शब्दों में, प्रकृति ऊर्जा को कम करने के लिए सब कुछ समतल करने का प्रयास करती है, संतुलन की स्थिति का नेतृत्व करती है (कभी-कभी वे एक संतुलन राज्य में कहते हैं)।

सारांश

चरण 3. ठोस

विभिन्न सामग्रियों की व्यवस्था कैसे की जाती है इसका विचार बहुत कठिन है। भौतिकी में विभिन्न क्षेत्र हैं जो पदार्थों से संबंधित कुछ मुद्दों का अध्ययन करते हैं। सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स को समझने के लिए, ठोस प्राथमिक हित के हैं। इस प्रश्न की विभिन्न सूक्ष्मताओं का अध्ययन ठोस-राज्य भौतिकी या सामग्री विज्ञान पर पाठ्यपुस्तकों में किया जा सकता है। मुख्य (सतही) विचार यह है कि सभी ठोस को अक्षांशों के रूप में दर्शाया जा सकता है। ये कुछ संरचनाएँ हैं जो परमाणुओं से बनी होती हैं। नीचे दी गई तस्वीर कुछ प्रकार के जाली मॉडल दिखाती है। आंकड़े में काले डॉट्स परमाणु हैं।

विभिन्न सामग्रियों के गुण उनके अक्षांशों के प्रकार, परमाणुओं के प्रकार और साथ ही कई अन्य कारकों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। पदार्थ की संरचना की कोई भी चर्चा अंततः "जादुई" घटना के साथ क्वांटम भौतिकी के प्रश्नों को जन्म देगी।

एक ठोस का क्षेत्र सिद्धांत सामग्री के "इनसाइड" का वर्णन करने के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है। यह सिद्धांत ऊर्जा की अवधारणा के साथ अटूट रूप से जुड़ा हुआ है। हम पहले ही "ऊर्जा" शब्द की विशिष्टता का उल्लेख कर चुके हैं। यहां और भविष्य में हम इस अवधारणा को गहरा नहीं करेंगे। आप नीचे दिए गए चित्र को देखकर यह जान सकते हैं कि एक सामान्य परमाणु मॉडल से ऊर्जा क्या भूमिका निभाती है।

चित्र एक स्तरित संरचना के रूप में एक परमाणु के किसी न किसी मॉडल को दर्शाता है। केंद्र में एक परमाणु का नाभिक होता है, जो इलेक्ट्रॉन बादलों से घिरा होता है। इलेक्ट्रॉनिक बादल - ये वास्तविक इलेक्ट्रॉन हैं। इलेक्ट्रॉन का यह प्रतिनिधित्व क्वांटम भौतिकी के दृष्टिकोण से गेंदों के रूप में प्रतिनिधित्व की तुलना में सच्चाई की तरह अधिक है। इलेक्ट्रॉनिक लेयर को इलेक्ट्रॉनिक लेवल भी कहा जाता है। तथ्य यह है कि प्रत्येक स्तर पर इलेक्ट्रॉनों में किसी प्रकार की ऊर्जा होती है। कोर से "आगे" - अधिक ऊर्जा। ऊर्जा आरेख के रूप में इस तरह की संरचना को चित्रित करना भी सुविधाजनक है, जिसे ऊपर की आकृति में भी दिखाया गया है। इस तरह के आरेख को अक्सर भौतिकी की पाठ्यपुस्तकों में पाया जा सकता है। ऊर्जा को ई अक्षर द्वारा इंगित किया जाता है। उच्चतम ऊर्जा स्तर को वैलेंस कहा जाता है।

जब परमाणु एक दूसरे से "कनेक्ट" करते हैं, एक जाली का निर्माण करते हैं, अर्थात। वे एक निश्चित शरीर (सामग्री) बनाते हैं, उनके ऊर्जा स्तर इस तथ्य के कारण बदलते हैं कि परमाणु एक दूसरे पर कार्य करते हैं। और ऊर्जा स्तरों के बीच, एक निश्चित क्रम देखा जाता है: ऊर्जा स्तरों को तथाकथित क्षेत्रों में विभाजित किया जाता है। इसलिए नाम - क्षेत्र सिद्धांत। नीचे दिया गया आंकड़ा ज़ोन वितरण के संभावित मामलों को दर्शाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ये संपूर्ण सामग्री की विशेषताएं हैं।

निचले बैंड को वैलेंस बैंड कहा जाता है। जो इलेक्ट्रॉन होते हैं वे परमाणुओं के होते हैं। इलेक्ट्रॉनों जो ऊपरी क्षेत्र में हैं "आम" हैं। ये इलेक्ट्रॉन एक विद्युत क्षेत्र के लिए बहुत अच्छी तरह से प्रतिक्रिया करते हैं और किसी पदार्थ में विद्युत प्रवाह के गठन के लिए सीधे जिम्मेदार होते हैं, अर्थात। इसके विद्युत गुणों के लिए। इस क्षेत्र को चालन बैंड कहा जाता है। उनके बीच एक निषिद्ध क्षेत्र है। तस्वीर यह भी दिखाती है कि किसी एक या दूसरे वर्ग के पदार्थों की सामग्री और उनके गुण बैंड अंतराल पर कैसे निर्भर करते हैं। यह देखा जा सकता है कि ज़ोन धातुओं में ओवरलैप करते हैं, इसलिए उनके इलेक्ट्रॉन आसानी से "सामान्य" हो जाते हैं और, तदनुसार, उनमें से कई चालन बैंड और एक अच्छे ध्यान देने योग्य वर्तमान प्रवाह होते हैं। अर्धचालकों में, ज़ोन कुछ दूरी पर हैं, लेकिन महत्वपूर्ण नहीं हैं। इसका मतलब यह है कि इलेक्ट्रॉन इस क्षेत्र के माध्यम से "कूद" सकता है अगर उसे बाहर से पर्याप्त ऊर्जा मिलती है। डायलेक्ट्रिक्स में, क्षेत्र व्यापक है, इसलिए इलेक्ट्रॉनों को कंडक्शन बैंड में "ट्रांसफर" करना मुश्किल है, जिसके परिणामस्वरूप धाराओं का प्रवाह बहुत छोटा है। और सामान्य तौर पर वे कहते हैं कि डाइलेक्टिक्स धाराओं का संचालन नहीं करते हैं।

समान रूप से महत्वपूर्ण बिंदु हैं, लेकिन यहां उनके विचार को छोड़ दिया जाएगा और भौतिक प्रकृति के सार की प्रारंभिक समझ के लिए, ये आंकड़े पर्याप्त होंगे।

सारांश

बैंड सिद्धांत का उपयोग ठोस पदार्थों के गुणों का वर्णन करने के लिए किया जाता है। सिद्धांत का सार यह है कि सामग्री के अंदर इलेक्ट्रॉन होते हैं जो एक विद्युत प्रवाह के गठन में भाग ले सकते हैं, बाकी परमाणु के होते हैं। यदि ऊर्जा (प्रकाश, गर्मी, विद्युत क्षेत्र) को सामग्री की आपूर्ति की जाती है, तो परमाणु से इलेक्ट्रॉनों को "फाड़ना" संभव है ताकि वे वर्तमान का संचालन करें। ऐसी सामग्रियां हैं जहां यह करना आसान है, लेकिन जहां यह मुश्किल है। "गोल्डन माध्य" सामग्री के वर्ग द्वारा कब्जा कर लिया गया है - अर्धचालक। वास्तव में, पदार्थों के सभी गुण क्वांटम भौतिकी द्वारा वर्णित हैं।

चरण 4. अर्धचालक

अर्धचालक सामग्री इतनी विशेष क्यों हैं कि उन्होंने प्रौद्योगिकी में क्रांति ला दी? पूरा रहस्य एक संकीर्ण निषिद्ध क्षेत्र में सटीक रूप से निहित है। इलेक्ट्रॉनों को किसी भी ऊर्जा देने से सामग्री की चालकता को नियंत्रित किया जा सकता है। यह हो सकता है
विद्युत क्षेत्र, प्रकाश (विद्युत चुम्बकीय तरंगें), तापमान, आदि। यह सेमीकंडक्टर उपकरणों के व्यापक व्यापक उपयोग की व्याख्या करता है।

अधिक विस्तृत विचार के लिए, सिद्धांत में प्रयुक्त कुछ शब्दों को पेश किया जाना चाहिए। सबसे पहले, "छेद"। ये रही बात। यदि एक इलेक्ट्रॉन वैलेंस बैंड से "उड़ता" है, तो मुक्त स्थान होगा। एक अन्य इलेक्ट्रॉन इस जगह पर "उड़" सकता है। क्योंकि इलेक्ट्रॉन में एक नकारात्मक विद्युत आवेश होता है, फिर परमाणु से "उड़ान" होता है, यह परमाणु के कुल आवेश के इस टुकड़े को ले जाता है और परमाणु थोड़ा और सकारात्मक हो जाता है। बेशक, तर्क कच्चा है, लेकिन इससे पता चलता है कि यह कल्पना की जा सकती है कि इलेक्ट्रॉन के स्थान पर एक छेद बन गया है, जो एक सकारात्मक चार्ज करता है। यह इतना अच्छा विचार है कि अर्धचालकों के सिद्धांत में इन "छिद्रों" को कण भी कहा जाता है। हालांकि वास्तव में यह एक कण नहीं है, लेकिन सिर्फ एक ऐसी चाल है। यह चाल सिद्धांत के लिए सुविधाजनक है, इसलिए हम इस पर विस्तार से ध्यान नहीं देंगे, लेकिन हम इस शब्दावली का उपयोग करेंगे। इसके अलावा, अर्धचालक के सिद्धांत में "छेद" और इलेक्ट्रॉनों को क्रमशः सकारात्मक और नकारात्मक से पी और एन कण कहा जाता है।

अब, नई शब्दावली के साथ, हम कह सकते हैं कि जब ऊर्जा को अर्धचालक की आपूर्ति की जाती है, जो इलेक्ट्रॉन को "कूद" करने के लिए पर्याप्त है, एक जोड़ी पी और एन का गठन होता है। 0 केल्विन (यह मानव इकाइयों में -273 डिग्री सेल्सियस) से ऊपर के तापमान पर हमेशा कुछ मात्रा में ऊर्जा होती है जो तापमान के कारण अर्धचालक को आपूर्ति की जाती है। इसलिए, यदि हम सेमीकंडक्टर के कुछ टुकड़े लेते हैं, तो हम पूरे विश्वास के साथ कह सकते हैं कि इसमें p और n कणों के जोड़े लगातार उत्पन्न होते हैं और पुनर्संयोजित (पुनर्संयोजित) होते हैं। यह प्रक्रिया जारी है और इस तरह की सामग्री में हमेशा एक निश्चित संख्या में इलेक्ट्रॉनों और छेद होते हैं जो पहले से ही बनाए गए हैं, लेकिन अभी तक पुनर्संयोजन का समय नहीं है। उनकी संख्या समान है, क्योंकि वे जोड़े में बनते हैं। लेकिन यह पर्याप्त नहीं है। अर्धचालक के लिए व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए उपयोग करने के लिए, वे ज्ञात मापदंडों के साथ विशेष सामग्री बनाते हैं। - , «». ( -). n-, p-. , .

, , : . , - , - . .

, .

p- n-, pn-.

सारांश

, . «», . «» «» . «». «» (p-) (n-).

5. PN-

, , pn-. , , .

, , , , «», — .

«», , , . , () «». «» , .. . , , , . (), - . .

, , «». , , . : , , (p n), . pn-. .

, (p n). , n- — , , . , . , , , .. . . pn- , .

pn- - , , .

• №1. , pn-, , , , E. — . .
  
  
  
  
  
  , .. . , . , . , , , , . , . . , , , , pn- . . , , , .
  
  , , , . , . , . , ( ) — . , , , , , p n . « » pn-.
  
• №2. , . . .
  
  
  
  
  
  , , , , .. , . « » pn-.
• №3. , , . , . .
  
  
  
  
  
  — . , , pn-, -«». क्योंकि , «» , . , p n , . , , .. «» . . , pn- , , , . . , pn-, .
• №4. .
  
  
  
  
  
  , , , , , . , , , , , .. . , . , . pn- . ( ) . , , . pn-. — . .

, - , . . pn-, , , . . - .

, . . , , . , . , . pn- pn-. . , , , .

pn- , , , . , . , . , . . . , , pn-, . , , pn-.

pn- . , , , . , .

सारांश

pn-, (p n). , . . , pn- .

6. -

: . . — . . , n-. p- .

() . pn-. , . , , pn-, . .

pn- , , ( , «»). . , , .

सारांश

पीएन जंक्शन के अलावा, अन्य प्रकार के यौगिक हैं। व्यावहारिक रुचि धातु-अर्धचालक संपर्क है, जिसमें pn जंक्शन के समान गुण हैं।

चरण 7. डायोड

सबसे सरल अर्धचालक उपकरण एक डायोड है। नाम इस तथ्य से है कि इसमें दो आउटपुट (इनपुट और आउटपुट) हैं। सभी डायोड pn जंक्शन के गुणों पर आधारित होते हैं, मापदंडों में से एक को हराकर, विभिन्न डायोड प्राप्त किए जाते हैं। Pn जंक्शन पर आधारित सबसे सरल डायोड, दिखता है और इसे निम्नानुसार दर्शाया जाता है:

निम्नलिखित अन्य प्रकार के डायोड का संक्षिप्त विवरण है। Schottky डायोड एक Schottky बाधा के उपयोग पर आधारित हैं; varicaps एक pn जंक्शन के कैपेसिटिव प्रभाव का उपयोग करते हैं; जेनर डायोड वोल्टेज को स्थिर करने के लिए I - V की रिवर्स शाखा की विशेषताओं का उपयोग करता है - डायोड की (चित्रा में दिखाया गया है); जनरेटर के डिजाइन में सुरंग डायोड का उपयोग किया जाता है; प्रकाश का पता लगाने और उत्सर्जित करने के लिए फोटोडियोड और एलईडी का उपयोग किया जाता है (संसर्ग प्रकाश के उत्सर्जन के लिए संशोधन संभव हैं - लेज़र )।

तीन पिन वाले उपकरणों का एक वर्ग भी है, लेकिन कार्यक्षमता के संदर्भ में वे डायोड के करीब हैं। ये तथाकथित चोर हैं । उनका उपयोग अक्सर उच्च विद्युत विद्युत अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। एक दूर के अर्थ में, ऑपरेशन के सिद्धांत की तुलना दूसरे जटिल उपकरण के साथ की जा सकती है, लेकिन अधिक लोकप्रिय - एक ट्रांजिस्टर। थायरिस्टोर्स में, एक पीएन जंक्शन दूसरे को भी चलाता है। अधिक विस्तार से आप अतिरिक्त साहित्य में इस वर्ग से thyristors, dinistors और अन्य उपकरणों के बारे में पढ़ सकते हैं। अन्य चीजों के अलावा, अन्य प्रकार की एक विस्तृत विविधता है, जैसे कि हिमस्खलन फोटोडायोड्स (बहुत संवेदनशील, क्वांटम कंप्यूटर और क्रिप्टोग्राफी के साथ प्रयोग में), पिन डायोड , ऑप्टोकॉपर्स , पल्स डायोड , आदि।

डायोड की किस्मों की एक विस्तृत विविधता आवेदन के बहुत बड़े क्षेत्रों की बात करती है। अधिक लोकप्रिय (एक शैक्षणिक स्थिति से) सिग्नल को ठीक करने के लिए डायोड का उपयोग होता है (निरंतर से वैकल्पिक रूप से), वोल्टेज को स्थिर करने के लिए, ओसीलेटरल सर्किट की आवृत्ति (समाई को बदलकर) को समायोजित करने के लिए। और भी बहुत कुछ। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स तीव्र गति से विकसित हो रहा है, और अब डायोड को शुद्ध पीएन जंक्शन के रूप में हर जगह पेश किया गया है। विवरण नीचे दिया जाएगा।

सारांश

एक सेमीकंडक्टर डायोड एक pn जंक्शन का उपयोग करके सबसे सरल अंत डिवाइस है। डायोड के विभिन्न संशोधन हैं जो कुछ पीएन जंक्शन मापदंडों का उपयोग करते हैं। सेमीकंडक्टर डायोड बहुत व्यापक हैं।

चरण 8. ट्रांजिस्टर

अर्धचालक उपकरणों की श्रेणी में कोई कम लोकप्रिय और महत्वपूर्ण उपकरण ट्रांजिस्टर नहीं हैं। ये उपकरण आमतौर पर तीन लीड के साथ होते हैं, जिन्हें दो बड़े वर्गों में विभाजित किया जा सकता है: द्विध्रुवी और क्षेत्र।

क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर एक अर्धचालक संरचना है जिसमें पी या एन-प्रकार दोनों में से एक स्पष्ट रूप से परिभाषित क्षेत्र है। ऐसे क्षेत्र को एक चैनल कहा जाता है। इस चैनल में कुछ विशिष्ट चालकता (प्रतिरोध) है। क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर का सार यह है कि इसमें pn जंक्शनों के रूप में अतिरिक्त अर्धचालक संरचनाएं आपको इस चैनल की चालकता (प्रतिरोध) को नियंत्रित करने की अनुमति देती हैं। दूसरे शब्दों में, एक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर एक चर प्रतिरोध है, जो विभिन्न सर्किट में उपयोग करने के लिए उपयोगी है। शब्द ट्रांजिस्टर ही, सिद्धांत रूप में, चर प्रतिरोध के लिए खड़ा है। नीचे दिया गया आंकड़ा एक विशिष्ट क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर की संरचना को दर्शाता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, चैनल के दो निष्कर्ष हैं जिनकी विशेष शब्दावली है: स्रोत और नाली। ये पिन सर्किट के एक सेक्शन से जुड़े होते हैं, जहाँ वेरिएबल रेजिस्टेंस की जरूरत होती है। ट्रांजिस्टर का तीसरा आउटपुट नियंत्रण है। इस पर एक सिग्नल लगाया जाता है, जो चैनल की चालकता (प्रतिरोध) को बदलता है। इस पिन को शटर कहा जाता है। इस नियंत्रण प्रभाव को व्यवस्थित करने के विभिन्न तरीके हैं, जिसके अनुसार क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर अभी भी कई उपवर्गों में विभाजित हैं।

ऊपर दिया गया आंकड़ा नियंत्रण पीएन जंक्शन के साथ एक क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर दिखाता है। इसके संचालन का सिद्धांत pn जंक्शन के उपरोक्त गुणों पर आधारित है। इस स्थिति में, पीएन जंक्शन को विपरीत दिशा में स्विच किया जाता है और, बाहरी विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, जंक्शन या तो बढ़ जाता है (आकार में) या कम हो जाता है। इस प्रकार, चैनल का क्षेत्र विनियमित है। सामग्री का छोटा क्षेत्र (क्रॉस सेक्शन) जिसके माध्यम से धारा प्रवाहित होती है, उसकी शक्ति कम होती है (ceteris paribus)। हम आगे की सूक्ष्मताओं पर विचार नहीं करेंगे। पाइप पर वाल्व के साथ एक सादृश्य होता है जिसका संचालन समान होता है। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यह विभिन्न निर्भरता पर स्विच करने के लिए सुविधाजनक है जो तकनीकी कार्यान्वयन के लिए प्रभाव के सार को प्रतिबिंबित करेगा। चित्र दिखाए गए ट्रांजिस्टर के लिए इस तरह की निर्भरता दिखाता है। ये दो संयुक्त रेखांकन हैं: आउटपुट विशेषता (दाएं) और प्रत्यक्ष संचरण विशेषता (बाएं)। रिवर्स कनेक्शन में पीएन जंक्शन के माध्यम से एक छोटा प्रवाह बहता है, इसलिए नियंत्रण वर्तमान के बारे में बात करना असुविधाजनक है। नियंत्रण वोल्टेज मुख्य रूप से माना जाता है, इसलिए, वोल्टेज पर निर्भरता को सीधे प्रसारण विशेषता (आउटपुट वर्तमान की निर्भरता) पर माना जाता है। यह देखा जाता है कि बढ़ते वोल्टेज के साथ, आउटपुट करंट कम हो जाता है (संक्रमण बढ़ता है और चैनल अवरुद्ध हो जाता है)। सही ग्राफ कई निर्भरता दर्शाता है। वे केवल इनपुट वोल्टेज में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। इस ग्राफ के अनुसार, यह भी स्पष्ट रूप से दिखाई देता है कि प्रतिरोध जितना अधिक होगा, आउटपुट वर्तमान उतना कम होगा।

निम्नलिखित आंकड़ा क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर के एक और उपवर्ग को दर्शाता है - अछूता गेट ट्रांजिस्टर। उनकी संरचना के अनुसार, उन्हें सेमीकंडक्टर चैनल से ढांकता हुआ द्वारा धातु गेट के अलगाव पर जोर देने के लिए एमआईएस (धातु-ढांकता हुआ-अर्धचालक) भी कहा जाता है। नाम भी है MOS (शब्द ढांकता हुआ विकल्प के बजाय विशेष रूप से - ऑक्साइड)। जटिल संपर्क संरचनाओं को बनाने के लिए नहीं, यहां अलगाव की आवश्यकता है, क्योंकि आपको केवल एक विद्युत क्षेत्र की आवश्यकता होती है, जिसे गेट (एक संधारित्र के रूप में गेट और एक अन्य संपर्क-सब्सट्रेट के बीच) द्वारा बनाया जाता है।

आंकड़ा योजनाबद्ध रूप से ऐसे क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर के डिजाइन को दर्शाता है। जब संभावित को सब्सट्रेट से अधिक गेट पर लागू किया जाता है, तो क्षेत्र की ताकत सब्सट्रेट की ओर निर्देशित की जाएगी और उन सभी कुछ इलेक्ट्रॉनों को जो कि पी-सेमीकंडक्टर में हैं, गेट को "मैग्नेटाइज्ड" किया जाएगा। थोड़ी देर के बाद, इलेक्ट्रॉनों की एक पतली परत बनती है, जो नाली और स्रोत के बीच एक "पुल" बनाती है और एक चैनल के रूप में कार्य करती है। वे कहते हैं कि चैनल प्रेरित था (गठित)। इसलिए, ऐसे ट्रांजिस्टर को "चैनल प्रेरित" कहा जाता है। थोड़ा अलग संशोधन भी होता है, जब सिद्धांत समान होता है, लेकिन शुरू में वे बहुत पतला चैनल बनाते हैं, ताकि आप शटर की क्षमता की आपूर्ति किए बिना कुछ का संचालन कर सकें। ऐसे क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर को एक एकीकृत चैनल के साथ कहा जाता है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, वर्तमान ताकत दो मापदंडों से भिन्न होती है: कंडक्टर का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र और इस खंड के माध्यम से "बहने" वाले शुल्कों की संख्या। क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर इन दोनों मापदंडों का उपयोग वर्तमान को नियंत्रित करने के लिए करते हैं, एक मामले में आरोपों की एकाग्रता (अछूता गेट) को विनियमित करते हैं, और दूसरे मामले में, क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र (नियंत्रण पीएन जंक्शन)।

ट्रांजिस्टर का एक अन्य वर्ग द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर है, जो क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (क्षेत्र) के विपरीत, दो pn-junctions से मिलकर बनता है और एक जंक्शन के माध्यम से वर्तमान नियंत्रण दूसरे का उपयोग करके किया जाता है। आंकड़ा द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के पदनाम और उनके संचालन के सिद्धांत को दर्शाता है।

एक द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के मुख्य भागों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: बेस, एमिटर और कलेक्टर। आंकड़े में वे एक ही आकार के दर्शाए गए हैं, हालांकि वास्तव में वे पहले से ही आधार बनाने की कोशिश कर रहे हैं। आगे यह स्पष्ट होगा कि क्यों।

यदि आप ऐसे ट्रांजिस्टर (एमिटर और कलेक्टर) के दो छोरों से तारों को जोड़ते हैं और वोल्टेज लगाते हैं, तो कोई भी प्रवाह किसी भी दिशा में बिल्कुल भी नहीं बहेगा। यह संरचना के कारण है। आप देख सकते हैं कि किसी भी स्थिति में, पीएन जंक्शनों में से एक रिवर्स पूर्वाग्रह में होगा। हालांकि, यदि इसी वोल्टेज को आधार संपर्क पर लागू किया जाता है, तो वर्तमान में वृद्धि देखी जा सकती है। रहस्य इस तथ्य में निहित है कि जब वोल्टेज लगाया जाता है, उदाहरण के लिए, जैसा कि आंकड़े में है, एक संक्रमण प्रत्यक्ष पूर्वाग्रह में होगा, और दूसरा रिवर्स में। पहले संक्रमण का प्रत्यक्ष पूर्वाग्रह उत्सर्जक से आधार तक "छेद" की एक अच्छी धारा बनाता है, जहां वे, ज़ाहिर है, इलेक्ट्रॉनों की एक बड़ी संख्या के साथ पुनर्संयोजन करते हैं। यदि वर्तमान मूल्य पर्याप्त है, तो "छेद" के हिस्से में पुनर्संयोजन करने का समय नहीं होगा और उनकी संख्या जमा हो जाएगी। प्रसार की कार्रवाई से, वे कलेक्टर जंक्शन तक बहते हैं, और वहां जंक्शन पहले से ही रिवर्स पूर्वाग्रह में है, जो अल्पसंख्यक वाहकों के लिए तेजी ला रहा है, अर्थात्। संक्रमण क्षेत्र "बाहर फेंकता है" एक "छेद" जो कि "उड़ता" है, जो एक कलेक्टर वर्तमान बनाता है। ध्यान दें कि इस मामले में एन-सेमीकंडक्टर में सामान्य से अधिक "छेद" होते हैं, इसलिए एक महत्वपूर्ण प्रवाह होगा। द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के संचालन की इस विधा को सक्रिय कहा जाता है (एक संक्रमण खुला है, दूसरा बंद है)। अन्य मोड भी हैं, जो पीएन जंक्शनों के पूर्वाग्रह की दिशा पर निर्भर करता है। हमने इन सुविधाओं को नहीं छुआ, आप उनके बारे में अतिरिक्त साहित्य में पढ़ सकते हैं।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के लिए, सभी प्रकार की विशेषताओं, आमतौर पर इनपुट (इनपुट वर्तमान) और आउटपुट (आउटपुट वर्तमान) के साथ एक विवरण भी उपयोग किया जाता है। नीचे दिया गया आंकड़ा द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर और उनकी विशेषताओं का उपयोग करने के सबसे लोकप्रिय तरीके दिखाता है।

तथ्य यह है कि क्षेत्र-प्रभाव और द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर दोनों को अलग-अलग तरीकों से बिजली के सर्किट से जोड़ा जा सकता है, मुख्य अंतर यह है कि नियंत्रण संकेत की आपूर्ति करने के लिए (सच में, थोड़ा अलग: जो नियंत्रण सर्किट के लिए और नियंत्रित एक के लिए सामान्य होगा)। क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर के लिए, इस विवरण को छोड़ दिया गया था, लेकिन द्विध्रुवी वाले के लिए, महत्वपूर्ण अंतर को देखते हुए, इसे दो और लोकप्रिय मामलों के लिए दिया जाता है (यह एक आम कलेक्टर के साथ होता है)।

ट्रांजिस्टर पदनामों पर कहां आकर्षित करना है और कौन सा तीर खींचना है, यह याद न रखने के लिए, याद रखें कि तीर कम्पास की तरह एन (एन-टाइप सेमीकंडक्टर) को इंगित करता है।

यह द्विध्रुवी और क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (विभिन्न प्रकार के चैनल हैं) के लिए सच है। कुछ में, यह हमेशा शटर पर दूसरों में, एमिटर पर खींचा जाता है।

रेडियो इंजीनियरिंग में, उपकरणों और उनके मापदंडों का वर्णन करने के लिए कई अलग-अलग दृष्टिकोण हैं। उनमें से एक डिवाइस का एक ब्लैक बॉक्स प्रतिनिधित्व है जिसमें कई पिन हैं। प्रत्येक पिन डिवाइस के भौतिक पिन से मेल खाती है। यह दृष्टिकोण हमें भौतिकी से अमूर्त और सीधे डिवाइस के केवल गुणों का उपयोग करने की अनुमति देता है। एक स्विचिंग सर्किट ट्रांजिस्टर के लिए विशिष्ट है, जब इसका एक निष्कर्ष नियंत्रण सर्किट और नियंत्रित सर्किट के लिए सामान्य है। नतीजतन, यह पता चला है कि ट्रांजिस्टर, जैसा कि यह था, 4 आउटपुट हैं। इस मामले में, ब्लैक बॉक्स को चार-टर्मिनल कहा जाता है। स्पष्ट रूप से डिवाइस के इनपुट और आउटपुट के बीच एक संबंध है और इस कनेक्शन को विभिन्न गुणांकों द्वारा वर्णित किया जा सकता है, जिन्हें पैरामीटर कहा जाता है। ट्रांजिस्टर के लिए, एच-पैरामीटर (एच-पैरामीटर) सबसे अधिक रुचि रखते हैं। उनके मान नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए हैं।

उनमें से, सबसे दिलचस्प एच ₂₁ पैरामीटर है, जिसे अक्सर ट्रांजिस्टर के लिए प्रलेखन में पाया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि इसे नीचे कहा जाएगा।

ट्रांजिस्टर के साथ काम करने के मुद्दे काफी जटिल हैं, जैसा कि किसी भी अर्धचालक उपकरणों के साथ होता है, क्योंकि वे तापमान, सिग्नल आवृत्ति, विभिन्न शोरों आदि पर विभिन्न निर्भरताएं भी शामिल करते हैं। हम इस सब पर स्पर्श नहीं करेंगे, नीचे हम केवल दो पर थोड़ा नज़र डालेंगे शायद सिग्नल एम्पलीफायरों के रूप में और कुंजियों के रूप में ट्रांजिस्टर के सबसे लोकप्रिय अनुप्रयोग।

सारांश

अर्धचालक उपकरणों के बीच सबसे दिलचस्प उपकरण एक ट्रांजिस्टर है। ट्रांजिस्टर आपको विभिन्न डिजिटल और एनालॉग उपकरणों को लागू करने की अनुमति देते हैं। दो वर्ग हैं: द्विध्रुवीय (वर्तमान) और क्षेत्र (क्षेत्र) ट्रांजिस्टर।

चरण 9. ट्रांजिस्टर एम्पलीफायर

जब किसी उपकरण के प्रवर्धक गुणों के बारे में बात की जाती है, तो वे आमतौर पर ग्राफ़ बनाते हैं, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में है। ग्राफ़ दिखाते हैं कि इनपुट के आधार पर आउटपुट सिग्नल कैसे बदलता है।

आंकड़े को देखते हुए, आप सर्किट को नोटिस कर सकते हैं, ट्रांजिस्टर को चालू करने के लिए यह सबसे सरल सर्किट है (इस मामले में, एक द्विध्रुवी), जो इसे सिग्नल को प्रवर्धित करने की अनुमति देता है। यहां सबसे कठिन बात इनपुट सिग्नल को "स्थानांतरित" करना है (इनपुट विशेषता के अनुसार) कि यह बढ़ाना शुरू होता है, और यहां तक ​​कि विरूपण के साथ भी। इसके लिए, यह आवश्यक है कि संकेत का "केंद्र" एक ऐसे बिंदु पर हो जहां से वक्र समान रूप से दोनों तरफ बदलता है। यह आवश्यक है ताकि कोई विकृतियां न हों। इस बिंदु को कार्यशील कहा जाता है। इसके लिए, सर्किट पर एक विशेष अवरोधक है, जो इनपुट सिग्नल को निरंतर पूर्वाग्रह देता है। ग्राफ़ के अनुसार, आप यह पता लगा सकते हैं कि सिग्नल बढ़ गया है। यह देखा जा सकता है कि प्रवर्धन वर्तमान में होता है, और, परिणामस्वरूप, वोल्टेज में भी। इसलिए, ट्रांजिस्टर के प्रवर्धक गुणों को चिह्नित करने के लिए, विशेष गुणांक पेश किए जाते हैं जो बताते हैं कि इनपुट की तुलना में आउटपुट वर्तमान, वोल्टेज या बिजली कितनी बार है। ऊपर उल्लिखित पैरामीटर एच ₂₁ वर्तमान लाभ के लगभग बराबर है। इसे रोका जाना चाहिए, क्योंकि एम्पलीफायरों और एम्पलीफायर चरणों से संबंधित मुद्दे जटिल हैं और आम तौर पर इलेक्ट्रॉनिक्स की एक अलग शाखा है। इसलिए, इसके बारे में बात करने के लिए सभी या बेहतर या कुछ नहीं या लगभग कुछ भी नहीं, केवल मूल बातें यहां पर विचार की जाती हैं। अर्धचालक एम्पलीफायरों की पूर्णता के शिखर विशेष चरण हैं, जिन्हें परिचालन एम्पलीफायर्स कहा जाता है , जो अब सबसे परिष्कृत वास्तुकला के साथ एक पूरे अर्धचालक एनालॉग डिवाइस का प्रतिनिधित्व करते हैं।

सारांश

एनालॉग इलेक्ट्रॉनिक्स में, ट्रांजिस्टर का सबसे लोकप्रिय अनुप्रयोग प्रवर्धन चरण है। प्रवर्धन ट्रांजिस्टर की विशेषताओं के कारण है। विरूपण के बिना सिग्नल को प्रवर्धित करने के लिए, पूर्वाग्रह वोल्टेज को सही ढंग से चुनना आवश्यक है।

चरण 10. ट्रांजिस्टर कुंजी

ट्रांजिस्टर के उपयोग के विकास में एक और दिशा, जो बहुत लोकप्रिय हो गई है और सभी आधुनिक डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए नींव रखी गई है, कुंजी के रूप में ट्रांजिस्टर का उपयोग है। कुंजी दो राज्यों के बीच एक नियमित स्विच है। आंकड़ा ऐसे पारंपरिक स्विच का एक उदाहरण दिखाता है।

ट्रांजिस्टर से चाबी बनाने के लिए, ट्रांजिस्टर के दो राज्यों का चयन करना भी आवश्यक है, जिसके बीच स्विच करना है। आमतौर पर यह तब होता है जब ट्रांजिस्टर एक बड़े प्रवाह का संचालन करता है और जब यह छोटा होता है, तो वे कहते हैं कि ट्रांजिस्टर "खुला" या "बंद" है। डिजिटल अनुप्रयोगों के दृष्टिकोण से, यह "1" और "0" से मेल खाता है। डिजिटल चाबियों के डिजाइन में भी कई नुकसान होते हैं और सर्किट आंकड़े में दिखाए गए की तुलना में कई गुना अधिक जटिल होते हैं, लेकिन आधार समान होता है। तथ्य यह है कि स्विचिंग गति कुंजियों के लिए महत्वपूर्ण है, साथ ही साथ दो राज्यों की विशिष्टता भी है। इसलिए, ट्रांजिस्टर की विशेषताओं के साथ काम करने के लिए गणना और उन्नयन की आवश्यकता होती है।

मुख्य विचार यह है कि एक निरंतर प्रतिरोध और एक चर के साथ कुछ विद्युत सर्किट है, जो एक ट्रांजिस्टर है। यदि ट्रांजिस्टर का प्रतिरोध निरंतर प्रतिरोध से बहुत अधिक है, तो सभी वोल्टेज उस पर गिरता है, और शेष प्रतिरोध पर। यदि, हालांकि, ट्रांजिस्टर में बहुत कम निरंतर प्रतिरोध है, तो स्थिति विपरीत है। कुल मिलाकर, ट्रांजिस्टर के पार वोल्टेज और निरंतर प्रतिरोध हमेशा आपूर्ति वोल्टेज के बराबर होते हैं। यह कानून है, जिसे किर्चोफ कानून नंबर 2 भी कहा जाता है। इससे, यह विचार स्पष्ट हो जाता है कि जब ट्रांजिस्टर इनपुट पर एक सिग्नल (वर्तमान, वोल्टेज) लगाया जाता है, तो यह खुलता है और सब कुछ एक स्थिर प्रतिरोध पर पड़ता है, यदि आप सिग्नल को हटाते हैं, तो यह "बंद" होता है और सब कुछ ट्रांजिस्टर पर गिरता है। यदि आप ट्रांजिस्टर पर वोल्टेज को मापते हैं, तो इनपुट और आउटपुट के बीच संबंध तार्किक उलटा ऑपरेशन के समान होगा: जब इनपुट "1" है, तो आउटपुट "0", आदि है।

योजनाएं अब बहुत लोकप्रिय हैं, उसी के समान जो आंकड़े के ऊपरी दाएं कोने में दिखाया गया है। यह तथाकथित पूरक जोड़ी है। यहां सब कुछ सरल है: एक ही प्रकार के चैनल के साथ ट्रांजिस्टर को एक ही सिग्नल की आपूर्ति करके, ट्रांजिस्टर में से केवल एक हमेशा खुला रहेगा। यह सर्किट की ऊर्जा खपत को कम करता है।

डिजिटल ट्रांजिस्टर चाबियाँ आपको जटिल तर्क सर्किट बनाने की अनुमति देती हैं जो पहले से ही सबसे जटिल गणना करने में सक्षम हैं।

सारांश

डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में, सबसे लोकप्रिय ट्रांजिस्टर एप्लिकेशन कीज़ है। ट्रांजिस्टर दो राज्यों के बीच स्विच करते हैं, जिसके कारण "कुंजी" प्रभाव प्रकट होता है। असली कुंजी पैरामीटर को बेहतर बनाने के लिए अतिरिक्त तत्वों के साथ जटिल कैस्केड हैं। ट्रांजिस्टर स्विच पर तर्क तत्व बनते हैं।

चरण 11. तर्क तत्व

पिछले खंड में चर्चा किए गए ट्रांजिस्टर स्विच मुख्य रूप से डिजिटल इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग किए गए थे। आप यह भी कह सकते हैं कि उन्होंने इसे बनाया है। केवल एक कुंजी के साथ, आप तार्किक कार्यों की गणना करने के लिए सभी आवश्यक संरचनाएं बना सकते हैं। गणित में, यह साबित हो जाता है कि इसके लिए सभी संभावित कार्यों को महसूस करना आवश्यक नहीं है, यह पर्याप्त है कि केवल कुछ बुनियादी आधार (आधार) किए जा सकते हैं, जिसके माध्यम से अन्य सभी पहले से ही व्यक्त किए जा सकते हैं। , (2-), . . , , 2- ( ).

, , , . . . , , . .

(- ). , , , , . , , 5 , A B «0», .. 0.1 . , . , 0.7 ( , ). , №2, , , 0.8 . , , , , , 0.7 + 0.7, pn- ( — , — ). , «1». , A B «1» «0» ( «0» «1») , , pn- . , «1» «1» .. 5 , . यानी , , 5 . . , pn-. , , «0». A, B Y 2-, .

2 (- ), , .. , . ( 1 ), ( ). , .

सारांश

— , . . ( ) , ( HDL ).

12. ?

. pn-. , , : , , , .. , 2- .

«» . , ( ) , . . , . , , , . , Intel .

सारांश

( ) . . . - . , , 2012 EE Times .

13.

1. . .
2. , . ., , . . .
3. ., ., . . .
4. ., ., . . .
5. Paul Horowitz and Winfield Hill. The Art of Electronics.
6. Peter Y. Yu, Manuel Cardona. Fundamentals of Semiconductors: Physics and Materials Properties.
7. Li, Sheng S. Semiconductor Physical Electronics.
8. एसए . . .
9. . ., . . .
10. . For dummies ( AveNat ).
11. द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर। For dummies ( AveNat ).
12. क्षेत्र प्रभाव ट्रांजिस्टर। For dummies ( AveNat ).
13. — ( IIIa66uMEM6eP ).
14. pn ( Dooez ).
15. सबसे सरल तार्किक सर्किट। 1 2 ( appplemac ).
16. पेंटियम III की एक शव परीक्षा, मल्टीमीडियाप ( एलिज़र ) के तहत तस्वीरें ।
17. स्टड ओपनिंग एनवीडिया 8600 एम जीटी ( टिबेरियस )।