செமிகண்டக்டர் என்றால் என்ன

மின்சாரத்தின் கடத்திகளுடன், உலோகக் கடத்திகளைக் காட்டிலும் கணிசமாக குறைந்த மின் கடத்துத்திறன் கொண்ட பல பொருட்கள் இயற்கையில் உள்ளன. இந்த வகை பொருட்கள் குறைக்கடத்திகள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

குறைக்கடத்திகள் பின்வருமாறு: செலினியம், சிலிக்கான் மற்றும் ஜெர்மானியம் போன்ற சில இரசாயன கூறுகள், தாலியம் சல்பைட், காட்மியம் சல்பைட், சில்வர் சல்பைடு போன்ற கந்தக கலவைகள், கார்போரண்டம், கார்பன் (வைரம்), போரான், டின், பாஸ்பரஸ், ஆன்டிமனி, ஆர்சனிக், டெல்லூரியம், , மற்றும் மெண்டலீவ் அமைப்பின் 4 - 7 குழுவின் உறுப்புகளில் குறைந்தபட்சம் ஒன்றை உள்ளடக்கிய எண் கலவைகள். கரிம குறைக்கடத்திகளும் உள்ளன.

குறைக்கடத்தியின் மின் கடத்துத்திறனின் தன்மை குறைக்கடத்தியின் அடிப்படைப் பொருளில் உள்ள அசுத்தங்களின் வகை மற்றும் அதன் கூறுகளின் உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தைப் பொறுத்தது.

செமிகண்டக்டர் - கொண்ட பொருள் மின் கடத்துத்திறன் 10-10 — 104 (ஓம் x செ.மீ)-1 கடத்தி மற்றும் இன்சுலேட்டருக்கு இடையே உள்ள இந்த பண்புகளால் அமைந்துள்ளது.பேண்ட் கோட்பாட்டின் படி நடத்துனர்கள், குறைக்கடத்திகள் மற்றும் மின்கடத்திகளுக்கு இடையே உள்ள வேறுபாடு பின்வருமாறு: தூய குறைக்கடத்திகள் மற்றும் மின்னணு மின்கடத்திகளில் நிரப்பப்பட்ட (வேலன்ஸ்) பட்டைக்கும் கடத்தல் பட்டைக்கும் இடையில் தடைசெய்யப்பட்ட ஆற்றல் பட்டை உள்ளது.

குறைக்கடத்திகள் ஏன் மின்னோட்டத்தை நடத்துகின்றன

ஒரு குறைக்கடத்தி அதன் தூய்மையற்ற அணுக்களில் உள்ள வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் அந்த அணுக்களின் கருக்களுடன் ஒப்பீட்டளவில் பலவீனமாக பிணைக்கப்பட்டிருந்தால், அது மின்னணு கடத்துத்திறனைக் கொண்டுள்ளது. இந்த வகை குறைக்கடத்தியில் ஒரு மின்சார புலம் உருவாக்கப்பட்டால், இந்த புலத்தின் சக்திகளின் செல்வாக்கின் கீழ், குறைக்கடத்தியின் தூய்மையற்ற அணுக்களின் வெளிப்புற எலக்ட்ரான்கள் அவற்றின் அணுக்களின் எல்லைகளை விட்டு வெளியேறி இலவச எலக்ட்ரான்களாக மாறும்.

இலவச எலக்ட்ரான்கள் மின்சார புல சக்திகளின் செல்வாக்கின் கீழ் குறைக்கடத்தியில் ஒரு மின் கடத்தல் மின்னோட்டத்தை உருவாக்கும். எனவே, மின் கடத்தும் குறைக்கடத்திகளில் மின்னோட்டத்தின் தன்மை உலோகக் கடத்திகளைப் போலவே இருக்கும். ஆனால் ஒரு உலோகக் கடத்தியின் ஒரு யூனிட் அளவை விட குறைக்கடத்தியின் ஒரு யூனிட் தொகுதிக்கு பல மடங்கு குறைவான இலவச எலக்ட்ரான்கள் இருப்பதால், மற்ற எல்லா நிலைகளும் ஒரே மாதிரியாக இருப்பதால், ஒரு குறைக்கடத்தியின் மின்னோட்டம் உலோகத்தை விட பல மடங்கு சிறியதாக இருக்கும். நடத்துனர்.

ஒரு குறைக்கடத்திக்கு "துளை" கடத்துத்திறன் உள்ளது, அதன் தூய்மையற்ற அணுக்கள் அவற்றின் வெளிப்புற எலக்ட்ரான்களை விட்டுவிடவில்லை, மாறாக, குறைக்கடத்தியின் முக்கிய பொருளின் அணுக்களின் எலக்ட்ரான்களைப் பிடிக்க முனைகின்றன. ஒரு தூய்மையற்ற அணு ஒரு எலக்ட்ரானை முக்கிய பொருளின் அணுவிலிருந்து எடுத்துச் சென்றால், பிந்தையவற்றில் எலக்ட்ரானுக்கான ஒரு வகையான இலவச இடம் உருவாகிறது - ஒரு "துளை".

எலக்ட்ரானை இழந்த ஒரு குறைக்கடத்தி அணுவை "எலக்ட்ரான் துளை" அல்லது வெறுமனே "துளை" என்று அழைக்கப்படுகிறது."துளை" அண்டை அணுவிலிருந்து மாற்றப்பட்ட எலக்ட்ரானால் நிரப்பப்பட்டால், அது அகற்றப்பட்டு அணு மின் நடுநிலையாக மாறும், மேலும் "துளை" எலக்ட்ரானை இழந்த அண்டை அணுவிற்கு நகர்கிறது. எனவே, "துளை" கடத்தல் கொண்ட குறைக்கடத்தியில் ஒரு மின்சார புலம் பயன்படுத்தப்பட்டால், "எலக்ட்ரான் துளைகள்" இந்த புலத்தின் திசையில் நகரும்.

மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் திசையில் "எலக்ட்ரான் துளைகளின்" சார்பு ஒரு புலத்தில் நேர்மறை மின் கட்டணங்களின் இயக்கத்திற்கு ஒத்ததாகும், எனவே இது ஒரு குறைக்கடத்தியில் மின்னோட்டத்தின் ஒரு நிகழ்வாகும்.

குறைக்கடத்திகளை அவற்றின் மின் கடத்துத்திறனின் பொறிமுறையின் படி கண்டிப்பாக வேறுபடுத்த முடியாது, ஏனெனில் "துளை" கடத்துத்திறனுடன், இந்த குறைக்கடத்தி ஒரு டிகிரி அல்லது மற்றொரு மின்னணு கடத்துத்திறனைக் கொண்டிருக்கலாம்.

குறைக்கடத்திகள் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன:

• கடத்துத்திறன் வகை (மின்னணு - n-வகை, துளை -p -வகை);

• எதிர்ப்பு;

• சார்ஜ் கேரியர் வாழ்நாள் (சிறுபான்மை) அல்லது பரவல் நீளம், மேற்பரப்பு மறுசீரமைப்பு விகிதம்;

• இடப்பெயர்ச்சி அடர்த்தி.

மேலும் பார்க்க: குறைக்கடத்திகளின் தற்போதைய மின்னழுத்த பண்புகள் சிலிக்கான் மிகவும் பொதுவான குறைக்கடத்தி பொருள்

வெப்பநிலை குறைக்கடத்திகளின் பண்புகளை பாதிக்கும் உயிரினங்களைக் கொண்டுள்ளது. அதன் அதிகரிப்பு முக்கியமாக எதிர்ப்பின் குறைவுக்கு வழிவகுக்கிறது மற்றும் நேர்மாறாக, அதாவது. குறைக்கடத்திகள் எதிர்மறை முன்னிலையில் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன எதிர்ப்பின் வெப்பநிலை குணகம்… முழுமையான பூஜ்ஜியத்திற்கு அருகில், குறைக்கடத்தி ஒரு இன்சுலேட்டராக மாறுகிறது.

பல சாதனங்கள் குறைக்கடத்திகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. பெரும்பாலான சந்தர்ப்பங்களில், அவை ஒற்றை படிகங்களின் வடிவத்தில் பெறப்பட வேண்டும்.தேவையான பண்புகளை வழங்க, குறைக்கடத்திகள் பல்வேறு அசுத்தங்களுடன் டோப் செய்யப்படுகின்றன. தொடக்க குறைக்கடத்தி பொருட்களின் தூய்மையின் மீது அதிகரித்த தேவைகள் விதிக்கப்படுகின்றன.

குறைக்கடத்தி சாதனங்கள்

குறைக்கடத்தி வெப்ப சிகிச்சை

குறைக்கடத்தியின் வெப்ப சிகிச்சை - அதன் மின் இயற்பியல் பண்புகளை மாற்றுவதற்காக கொடுக்கப்பட்ட திட்டத்தின் படி குறைக்கடத்தியின் வெப்பம் மற்றும் குளிரூட்டல்.

மாற்றங்கள்: படிக மாற்றம், இடப்பெயர்வு அடர்த்தி, காலியிடங்களின் செறிவு அல்லது கட்டமைப்பு குறைபாடுகள், கடத்துத்திறன் வகை, செறிவு, இயக்கம் மற்றும் சார்ஜ் கேரியர்களின் வாழ்நாள். கடைசி நான்கு, கூடுதலாக, அசுத்தங்கள் மற்றும் கட்டமைப்பு குறைபாடுகளின் தொடர்பு அல்லது படிகங்களின் பெரும்பகுதியில் அசுத்தங்களின் பரவலுடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம்.

ஜெர்மானியம் மாதிரிகளை வெப்பநிலை> 550 °Cக்கு சூடாக்குவது, அதைத் தொடர்ந்து விரைவான குளிர்ச்சியானது செறிவுகளில் வெப்ப ஏற்பிகளின் தோற்றத்தில் அதிக வெப்பநிலையை ஏற்படுத்துகிறது. அதே வெப்பநிலையில் அடுத்தடுத்த அனீலிங் ஆரம்ப எதிர்ப்பை மீட்டெடுக்கிறது.

இந்த நிகழ்வின் சாத்தியமான பொறிமுறையானது ஜெர்மானியம் லேட்டிஸில் தாமிரத்தை கரைப்பதாகும், இது மேற்பரப்பில் இருந்து பரவுகிறது அல்லது முன்னர் இடப்பெயர்வுகளில் டெபாசிட் செய்யப்பட்டது. மெதுவான அனீலிங் தாமிரத்தை கட்டமைப்பு குறைபாடுகளில் வைப்பதற்கும், லேட்டிஸிலிருந்து வெளியேறுவதற்கும் காரணமாகிறது. விரைவான குளிரூட்டலின் போது புதிய கட்டமைப்பு குறைபாடுகளின் தோற்றமும் சாத்தியமாகும். இரண்டு வழிமுறைகளும் ஆயுட்காலத்தை குறைக்கலாம், இது சோதனை ரீதியாக நிறுவப்பட்டது.

350 - 500 ° வெப்பநிலையில் சிலிக்கானில், வெப்ப நன்கொடையாளர்களின் உருவாக்கம் அதிக செறிவுகளில் நிகழ்கிறது, படிக வளர்ச்சியின் போது சிலிக்கானில் அதிக ஆக்ஸிஜன் கரைக்கப்படுகிறது. அதிக வெப்பநிலையில், வெப்ப நன்கொடையாளர்கள் அழிக்கப்படுகிறார்கள்.

700 - 1300 ° வரம்பில் உள்ள வெப்பநிலைக்கு சூடாக்குவது சிறுபான்மை சார்ஜ் கேரியர்களின் வாழ்நாளைக் கூர்மையாகக் குறைக்கிறது (> 1000 ° இல் மேற்பரப்பில் இருந்து அசுத்தங்கள் பரவுவதால் தீர்க்கமான பங்கு வகிக்கப்படுகிறது). சிலிக்கானை 1000-1300 ° இல் சூடாக்குவது ஒளியின் ஒளியியல் உறிஞ்சுதல் மற்றும் சிதறலை பாதிக்கிறது.

குறைக்கடத்திகளின் பயன்பாடு

நவீன தொழில்நுட்பங்களில், குறைக்கடத்திகள் பரந்த பயன்பாட்டைக் கண்டறிந்துள்ளன; அவை தொழில்நுட்ப முன்னேற்றத்தில் மிகவும் வலுவான தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளன. அவர்களுக்கு நன்றி, மின்னணு சாதனங்களின் எடை மற்றும் பரிமாணங்களை கணிசமாகக் குறைக்க முடியும். எலக்ட்ரானிக்ஸின் அனைத்து பகுதிகளின் வளர்ச்சியும் குறைக்கடத்தி சாதனங்களின் அடிப்படையில் ஏராளமான பல்வேறு உபகரணங்களை உருவாக்குவதற்கும் மேம்படுத்துவதற்கும் வழிவகுக்கிறது. செமிகண்டக்டர் சாதனங்கள் மைக்ரோசெல்கள், மைக்ரோமாட்யூல்கள், ஹார்ட் சர்க்யூட்கள் போன்றவற்றுக்கு அடிப்படையாக செயல்படுகின்றன.

குறைக்கடத்தி சாதனங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட மின்னணு சாதனங்கள் நடைமுறையில் செயலற்றவை. கவனமாக கட்டப்பட்ட மற்றும் நன்கு சீல் செய்யப்பட்ட குறைக்கடத்தி சாதனம் பல்லாயிரக்கணக்கான மணிநேரங்களுக்கு நீடிக்கும். இருப்பினும், சில குறைக்கடத்தி பொருட்கள் சிறிய வெப்பநிலை வரம்பைக் கொண்டுள்ளன (உதாரணமாக, ஜெர்மானியம்), ஆனால் மிகவும் கடினமான வெப்பநிலை இழப்பீடு அல்லது சாதனத்தின் அடிப்படைப் பொருளை மற்றொரு (உதாரணமாக, சிலிக்கான், சிலிக்கான் கார்பைடு) கொண்டு மாற்றுவது இந்த குறைபாட்டை பெரும்பாலும் நீக்குகிறது. செமிகண்டக்டர் சாதன உற்பத்தி தொழில்நுட்பம் இன்னும் இருக்கும் அளவுரு பரவல் மற்றும் உறுதியற்ற தன்மையைக் குறைக்கிறது.

மின்னணுவியலில் குறைக்கடத்திகள்

குறைக்கடத்திகளில் உருவாக்கப்பட்ட குறைக்கடத்தி-உலோக தொடர்பு மற்றும் எலக்ட்ரான்-துளை சந்திப்பு (n-p சந்திப்பு) குறைக்கடத்தி டையோட்கள் தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.இரட்டை சந்திப்புகள் (p-n-p அல்லது n-R-n) - டிரான்சிஸ்டர்கள் மற்றும் தைரிஸ்டர்கள். இந்த சாதனங்கள் முக்கியமாக மின் சமிக்ஞைகளை சரிசெய்யவும், உருவாக்கவும் மற்றும் பெருக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

செமிகண்டக்டர்களின் ஒளிமின்னழுத்த பண்புகள் ஃபோட்டோரெசிஸ்டர்கள், ஃபோட்டோடியோட்கள் மற்றும் ஃபோட்டோட்ரான்சிஸ்டர்களை உருவாக்க பயன்படுகிறது. செமிகண்டக்டர் அலைவுகளின் ஆஸிலேட்டர்களின் (பெருக்கிகள்) செயலில் உள்ள பகுதியாக செயல்படுகிறது. குறைக்கடத்தி லேசர்கள்… முன்னோக்கி திசையில் pn சந்தி வழியாக ஒரு மின்சாரம் செல்லும் போது, ​​சார்ஜ் கேரியர்கள்-எலக்ட்ரான்கள் மற்றும் துளைகள்-ஃபோட்டான்களின் உமிழ்வுடன் மீண்டும் இணைகின்றன, இது LED களை உருவாக்க பயன்படுகிறது.

எல்.ஈ.டி

குறைக்கடத்திகளின் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் பண்புகள் குறைக்கடத்தி தெர்மோஎலக்ட்ரிக் எதிர்ப்புகள், செமிகண்டக்டர் தெர்மோகப்பிள்கள், தெர்மோகப்பிள்கள் மற்றும் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் பெல்டியர் விளைவை அடிப்படையாகக் கொண்ட குறைக்கடத்திகளின் தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிரூட்டலை உருவாக்குவதை சாத்தியமாக்கியது - தெர்மோஎலக்ட்ரிக் குளிர்சாதன பெட்டிகள் மற்றும் தெர்மோஸ்டாபைலைசர்கள்.

செமிகண்டக்டர்கள் இயந்திர வெப்பம் மற்றும் சூரிய ஆற்றல் மாற்றிகள் மின் - தெர்மோஎலக்ட்ரிக் ஜெனரேட்டர்கள் மற்றும் ஒளிமின்னழுத்த மாற்றிகள் (சோலார் செல்கள்) ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

குறைக்கடத்திக்கு பயன்படுத்தப்படும் இயந்திர அழுத்தம் அதன் மின் எதிர்ப்பை மாற்றுகிறது (உலோகங்களை விட விளைவு வலிமையானது), இது குறைக்கடத்தி திரிபு அளவின் அடிப்படையாகும்.

செமிகண்டக்டர் சாதனங்கள் உலக நடைமுறையில் பரவலாகிவிட்டன, மின்னணுவியலில் புரட்சியை ஏற்படுத்துகின்றன, அவை வளர்ச்சி மற்றும் உற்பத்திக்கு அடிப்படையாக செயல்படுகின்றன:

• அளவிடும் கருவிகள், கணினிகள்,

• அனைத்து வகையான தகவல் தொடர்பு மற்றும் போக்குவரத்துக்கான உபகரணங்கள்,

• தொழில்துறை செயல்முறை ஆட்டோமேஷனுக்காக,

• ஆராய்ச்சி சாதனங்கள்,

• ராக்கெட்,

• மருத்துவ உபகரணங்கள்

• பிற மின்னணு சாதனங்கள் மற்றும் சாதனங்கள்.

குறைக்கடத்தி சாதனங்களின் பயன்பாடு புதிய உபகரணங்களை உருவாக்கவும், பழையதை மேம்படுத்தவும் உங்களை அனுமதிக்கிறது, அதாவது அதன் அளவு, எடை, மின் நுகர்வு ஆகியவற்றைக் குறைக்கிறது, எனவே, சுற்றுகளில் வெப்பத்தை உருவாக்குவதைக் குறைக்கிறது, வலிமையை அதிகரிக்கிறது, செயலுக்கான உடனடி தயார்நிலையை அளிக்கிறது. மின்னணு சாதனங்களின் சேவை வாழ்க்கை மற்றும் நம்பகத்தன்மையை அதிகரிக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது.