پتلا فلم ٹرانزسٹر: ساخت، کام کرنا، فیبریکیشن کا عمل، جڑنے کا طریقہ اور اس کی ایپلی کیشنز

آر سی اے (ریڈیو کارپوریشن آف امریکہ) نے کئی سال ٹرانجسٹروں کو استعمال کرنے اور تیار کرنے میں گزارے تھے۔ اگرچہ پہلا پتلی فلم پیٹنٹ 1957 میں آر سی اے کے ایک رکن جان والمر 1957 کے ذریعہ تیار کیا گیا تھا۔ اس کے بعد، مائیکرو الیکٹرانکس اور سیمی کنڈکٹرز کے میدان میں ترقی کا ایک سلسلہ، TFT یا پتلا فلم ٹرانزسٹر 1962 میں سامنے آیا۔ ایک TFT استعمال کیا جاتا ہے۔ تصویر کی خصوصیات کو بہتر بنانے کے لیے مائع کرسٹل ڈسپلے جیسے کنٹراسٹ اور ایڈریس ایبلٹی۔ TFT کا ایک بہتر ورژن ہے۔ MOSFET کیونکہ یہ پتلی فلموں کا استعمال کرتا ہے۔ یہ مضمون ایک کے تعارف پر بحث کرتا ہے۔ پتلی فلم ٹرانجسٹر یا TFT – ایپلیکیشنز کے ساتھ کام کرنا۔

پتلی فلم ٹرانجسٹر کیا ہے؟

ایک پتلی فلم ٹرانجسٹر کی تعریف ہے؛ FET یا فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کی ایک قسم جو LCD کے ہر انفرادی پکسل میں استعمال ہوتی ہے ایل سی ڈی ) ہائی کنٹراسٹ، ہائی چمک اور تیز رفتار پر اسکرین کی معلومات کو ظاہر کرنے کے لیے۔ پتلی فلم ٹرانجسٹر کی علامت ذیل میں دکھائی گئی ہے۔

پتلی فلم ٹرانجسٹر کام کرنے کا اصول

یہ پتلے فلم ٹرانزسٹرز ایک انفرادی سوئچ کی طرح کام کرتے ہیں جو پکسلز کو بہت تیزی سے پوزیشن کو ایڈجسٹ کرنے کی اجازت دیتا ہے تاکہ وہ بہت تیزی سے آن اور آف ہو جائیں۔ یہ ٹرانزسٹر LCDs کے اندر فعال عناصر ہیں جو میٹرکس کی شکل میں ترتیب دیئے گئے ہیں تاکہ LCD معلومات کو ظاہر کر سکے۔ یہ تجارتی ڈسپلے ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں جیسے ڈیجیٹل ریڈیو گرافی ڈٹیکٹر، ہیڈ اپ ڈسپلے اور بہت کچھ۔

پتلی فلم ٹرانزسٹر کا ڈھانچہ

TFT فیلڈ ایفیکٹ ٹرانزسٹر کی ایک خاص قسم ہے جو صرف ایکٹیو سیمی کنڈکٹر پرت پتلی فلموں، ڈائی الیکٹرک لیئر اور گیٹ الیکٹروڈ لیئر کو لچکدار مواد پر جمع کرکے بنایا جاتا ہے جسے سبسٹریٹ کہا جاتا ہے۔ پتلی فلم ٹرانجسٹر کی ساخت ذیل میں دکھایا گیا ہے.

TFT میں مختلف پرتیں شامل ہیں جو مختلف مواد کو استعمال کرکے بنائی جاتی ہیں۔ لہذا، ہر پرت میں استعمال ہونے والے مواد کو ذیل میں زیر بحث لایا گیا ہے۔

TFT کی پہلی تہہ ایک لچکدار سبسٹریٹ ہے جو چھوٹے مائکرون موٹے شیشے، دھاتوں اور پولیمر جیسے Polyethyleneteraphalate سے بنی ہے۔ یہ پرت ایک بنیاد کے طور پر کام کرتی ہے جہاں الیکٹرانک ڈیوائس کی تعمیر ہوتی ہے۔

دوسری پرت گیٹ الیکٹروڈ ہے جو ایپلی کیشن کی بنیاد پر ایلومینیم، گولڈ یا کرومیم سے بنی ہے۔ یہ گیٹ الیکٹروڈ پتلی فلم سیمی کنڈکٹر کو ایک سگنل فراہم کرتا ہے جو ذریعہ اور نالی کے درمیان رابطے کو متحرک کرتا ہے۔

تیسری تہہ ایک انسولیٹر ہے جو دو تہوں جیسے سیمی کنڈکٹر پرت اور گیٹ الیکٹروڈ کے درمیان برقی قلت سے بچنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔

چوتھی تہہ الیکٹروڈ کی تہہ ہے جو مختلف کنڈکٹرز جیسے سلور، کرومیم ایلومینیم یا گولڈ کے ساتھ بنائی جاتی ہے اور اسے سیمی کنڈکٹنگ سطحوں پر محض جمع کیا جاتا ہے۔ یہاں تک کہ سورس اور ڈرین الیکٹروڈ کی کوٹنگ کے لیے، انڈیم ٹن آکسائیڈ (ITO) استعمال کیا جاتا ہے۔ پورا آلہ ایک سیرامک ​​یا پولیمر مواد کے اندر سمیٹے ہوئے ہے۔

پتلی فلم ٹرانجسٹر بنانے کا عمل

TFT تانے بانے کی مختلف پرتوں پر ذیل میں تبادلہ خیال کیا گیا ہے۔

• سب سے پہلے، سبسٹریٹ مواد کو ضروری ایسڈ یا بیس کے ساتھ کیمیائی طور پر صاف کیا جاتا ہے تاکہ اس کی سطح پر موجود تمام کنٹینمنٹ کو ختم کیا جا سکے۔
• اس کے بعد، دھاتی گیٹ الیکٹروڈ کو تھرمل بخارات کے طریقہ کار کے ساتھ سبسٹریٹ پر آسانی سے جمع کیا جاتا ہے۔ سیرامک ​​/ پولیمر الیکٹروڈ انک جیٹ پرنٹنگ / ڈپ کوٹنگ کے طریقہ کار کے ساتھ جمع کیے جاتے ہیں۔
• کیمیکل وانپ ڈپوزیشن (CVD) یا پلازما اینہانسڈ کیمیکل وانپ ڈیپوزیشن (PECVD) کے عمل کے ساتھ موصل کوٹنگز کو آسانی سے ایک گیٹ پر جمع کیا جاتا ہے۔
• اگر یہ سپرے یا پولیمر کوٹنگ ہے تو سیمی کنڈکٹر تہوں کو ڈپ کوٹنگ کے ساتھ آسانی سے جمع کیا جاتا ہے۔ ماخذ اور نالی دونوں گیٹ الیکٹروڈ کے طریقہ کار سے ملتے جلتے ہیں - اسپرے/ڈپ کوٹنگ یا تھرمل بخارات جیسا کہ مناسب ماسک کی تہوں کی ضرورت ہے۔

پتلی فلم ٹرانجسٹر کو کیسے جوڑیں؟

پتلی فلم ٹرانجسٹر کا کنکشن ڈایاگرام نیچے دکھایا گیا ہے۔ یہ مثال پی قسم کے سیمی کنڈکٹر مواد کا استعمال کرتی ہے۔ اگر یہ این قسم کا مواد استعمال کرتا ہے، تو قطبیتیں مخالف ہوں گی۔ ٹرانزسٹر چلتا ہے، جب ٹرانزسٹر ڈرین اور سورس کانٹیکٹس (VDS) کے درمیان منفی وولٹیج لگا کر متعصب ہوتا ہے۔

جب ٹرانزسٹر بند ہو جائے گا، تو ماخذ اور نالی کے رابطوں کے درمیان کوئی چارج جمع نہیں ہوگا۔ لہذا، ذریعہ اور نالی کے رابطوں کے درمیان کوئی کرنٹ نہیں بہہ سکتا۔ ٹرانزسٹر کو آن کرنے کے لیے گیٹ ٹرمینل (VGS) پر منفی تعصب وولٹیج لگایا جاتا ہے۔ لہذا چارج کیریئرز جیسے سیمی کنڈکٹرز کے اندر سوراخ گیٹ کی موصلیت میں جمع ہو جائیں گے تاکہ ایک ایسا چینل بنایا جا سکے جو کرنٹ (ID) کو نالی سے ماخذ تک بہنے کی اجازت دیتا ہے۔

پتلی فلم ٹرانزسٹر بمقابلہ موسفیٹ کا فرق

پتلی فلم ٹرانجسٹر اور موسفیٹ کے درمیان فرق میں درج ذیل شامل ہیں۔

ایک پتلی فلم ٹرانجسٹر عام ٹرانجسٹر سے کیسے مختلف ہے؟

پتلی فلم ٹرانجسٹر عام ٹرانجسٹر کے مقابلے میں مختلف ہے کیونکہ؛ زیادہ تر عام ٹرانزسٹر بہت خالص Si (سلیکون) اور جی (جرمینیم) کے ساتھ بنائے جاتے ہیں اور بعض اوقات کچھ دوسرے سیمی کنڈکٹر مواد استعمال کیے جاتے ہیں۔ پتلی فلم ٹرانزسٹرز (TFTs) مختلف قسم کے سیمی کنڈکٹر مواد جیسے سلکان، زنک آکسائیڈ، یا کیڈمیم سیلینائیڈ سے بنائے جاتے ہیں۔ TFT میں تین ٹرمینلز شامل ہیں جیسے سورس، گیٹ، اور ڈرین جبکہ ایک عام ٹرانجسٹر میں بیس، ایمیٹر اور کلکٹر شامل ہیں۔

یہ ٹرانزسٹرز سوئچز کے طور پر کام کرتے ہیں اور پکسلز کو تیزی سے حالت کو ایڈجسٹ کرنے کی اجازت دیتے ہیں تاکہ وہ بہت جلد آن اور آف کر سکیں۔ عام ٹرانجسٹر ایک سوئچ یا ایمپلیفائر کے طور پر کام کرتا ہے۔

فائدے اور نقصانات

دی پتلی فلم ٹرانجسٹر کے فوائد مندرجہ ذیل شامل ہیں.

• وہ کم بجلی استعمال کرتے ہیں۔
• ان کے پاس ردعمل کا وقت زیادہ ہوتا ہے۔
• TFTs ڈیجیٹل ڈسپلے انڈسٹری میں کلیدی کردار ادا کرتے ہیں۔
• پتلی فلم ٹرانجسٹر لچکدار الیکٹرانکس کے اہم عناصر ہیں جو اقتصادی سبسٹریٹس پر لاگو ہوتے ہیں۔
• ان کے پاس تیز، اعلی اور درست ردعمل کی شرح ہے۔
• TFT پر مبنی ڈسپلے میں تیز مرئیت ہوتی ہے۔
• TFT پر مبنی ڈسپلے کا فزیکل ڈیزائن بہترین ہے۔
• یہ آنکھوں کے دباؤ کو کم کرتا ہے۔

دی پتلی فلم ٹرانجسٹر کے نقصانات مندرجہ ذیل شامل ہیں.

• وہ اپنی روشنی پیدا کرنے کے بجائے چمک دینے کے لیے بیک لائٹنگ پر انحصار کرتے ہیں، اس لیے، انہیں اپنے بیک لائٹنگ کے انتظام میں اندرونی ایل ای ڈی کی ضرورت ہوتی ہے۔
• شیشے کی پینلنگ کی وجہ سے محدود افادیت۔
• TFTs کے ماڈیول صرف LEDs کے آن ہونے کے بعد پڑھے جا سکتے ہیں۔
• TFTs بیٹری کو بہت تیزی سے نکال سکتے ہیں۔
• TFT LCDs عام مونوکروم ڈسپلے کے مقابلے مہنگے ہیں۔

ایپلی کیشنز

دی پتلی فلم ٹرانجسٹر کی ایپلی کیشنز مندرجہ ذیل شامل ہیں.

• پتلی فلم-ٹرانزسٹر بڑے پیمانے پر اسمارٹ فونز، کمپیوٹرز، فلیٹ پینل ڈسپلے، پرسنل ڈیجیٹل اسسٹنٹس اور ویڈیو گیم سسٹمز میں استعمال ہوتا ہے۔
• سب سے مشہور پتلی فلم ٹرانزسٹر ایپلی کیشن TFT LCDs میں ہے،
• یہ ٹرانزسٹر موجودہ مواد کی کیمسٹری اور ڈیجیٹل ڈسپلے میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔
• TFTs بیرون ملک ایپلی کیشنز جیسے نامیاتی LEDs، فلیٹ پینل ڈسپلے اور دیگر الیکٹرانک آلات میں استعمال ہوتے ہیں۔
• TFTs بڑے پیمانے پر ایکس رے ڈٹیکٹر کے اندر سینسر کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔
• TFT آلات مختلف سینسنگ ایپلی کیشنز میں پائے جاتے ہیں۔
• TFT LCDs کا استعمال ویڈیو گیم سسٹمز، پروجیکٹر، نیویگیشن سسٹمز، ہینڈ ہیلڈ ڈیوائسز، TVs، ذاتی ڈیجیٹل اسسٹنٹس اور آٹوموبائل کے اندر ڈیش بورڈز میں کیا جاتا ہے۔

اس طرح، یہ ہے ایک پتلی فلم ٹرانجسٹر کا ایک جائزہ یا TFT جو موجودہ ڈیجیٹل ڈسپلے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔ یہ روایتی MOSFETs میں ترقی یافتہ ہیں لہذا یہ تیز رفتار ردعمل کے اوقات پیش کرتا ہے اور برقی چارج کو برقرار رکھنے کے قابل بھی ہے۔ ان میں LCDs میں ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج ہے اور فی الحال محققین نئی قسم کے پتلی فلم ٹرانزسٹر ڈیوائسز تیار کرنے پر توجہ دے رہے ہیں۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے، FET کیا ہے؟