سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز اور سرکٹس ، ایپلی کیشنز

مسائل کو ختم کرنے کے لئے ہمارے آلے کو آزمائیں





سیمیکمڈکٹر ڈیوائس ایسے مواد سے بنا ہوا ہے جو نہ تو اچھا کنڈکٹر ہے اور نہ ہی ایک اچھا انسولیٹر۔ اسے سیمیکمڈکٹر کہا جاتا ہے۔ اس طرح کے آلات نے ان کی وشوسنییتا ، کومپیکٹپن اور کم لاگت کی وجہ سے وسیع ایپلی کیشنز قائم کی ہیں۔ یہ مجرد اجزاء ہیں جو پاور ڈیوائسز ، کمپیکٹینس آپٹیکل سینسرز اور لائٹ ایمیٹرز میں استعمال ہوتے ہیں ، جس میں ٹھوس ریاست کے لیزر بھی شامل ہیں۔ ان میں موجودہ اور وولٹیج سے نمٹنے کی صلاحیتوں کی ایک وسیع رینج ہے ، موجودہ درجہ بندیاں 5000 امپیئر سے زیادہ اور وولٹیج کی درجہ بندی 100،000 وولٹ سے زیادہ ہے۔ زیادہ اہم بات، سیمیکمڈکٹر آلات خود کو پیچیدہ لیکن آسانی سے بلٹ اپ مائکرو الیکٹرانک سرکٹس میں ضم کرنے کے لئے قرض دیں۔ ان کا امکانی مستقبل ، برقی نظاموں کی اکثریت کے اہم عنصر ہیں جن میں ڈیٹا پروسیسنگ ، صارفین اور صنعتی کنٹرول کے سازوسامان کے ساتھ مواصلات شامل ہیں۔

سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز کیا ہیں؟

سیمیکمڈکٹر آلات سوائے کچھ نہیں برقی پرزہ جات جو سیمیکمڈکٹر مواد کی الیکٹرانک خصوصیات جیسے سیلیکن ، جرمینیم ، اور گیلیم آرسنائڈ کے ساتھ ساتھ نامیاتی سیمک کنڈکٹرز کا استحصال کرتے ہیں۔ سیمیکمڈکٹر آلات نے بہت ساری ایپلی کیشنز میں ویکیوم ٹیوبوں کی جگہ لی ہے۔ وہ اعلی خلا میں تھرمینیٹک اخراج کے برخلاف ٹھوس حالت میں الیکٹرانک ترسیل کا استعمال کرتے ہیں۔ سیمیکمڈکٹر آلات دونوں مجرد آلات اور کے لئے تیار کیے جاتے ہیں انٹیگریٹڈ سرکٹس ، جو ایک واحد سیمیکمڈکٹر سبسٹریٹ یا ویفر پر تیار اور آپس میں منسلک چند اربوں آلات پر مشتمل ہے۔




سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز

سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز

سیمیکمڈکٹر مادے ان کے طرز عمل سے کارآمد ہیں جو نالیوں کے اضافے سے آسانی سے جوڑ توڑ کر ڈوپنگ کے نام سے جانا جاتا ہے۔ سیمیکمڈکٹر چالکتا کو برقی یا مقناطیسی میدان کے ذریعہ ، روشنی یا حرارت کی نمائش سے ، یا ڈوپڈ مونو کرسٹل لائن گرڈ کے مکینیکل خرابی کے ذریعہ ، اس طرح ، سیمی کنڈکٹر بہترین سینسر بنا سکتے ہیں۔ سیمیکمڈکٹر میں موجودہ ترسیل الیکٹرانوں اور سوراخوں سے پاک پائی جاتی ہے ، جسے اجتماعی طور پر چارج کیریئر کہا جاتا ہے۔ سیلیکن کی ڈوپنگ تھوڑی مقدار میں ناپاک ایٹم شامل کرکے اور فاسفورس یا بوران کے لئے بھی کی جاتی ہے ، سیمیکمڈکٹر کے اندر الیکٹرانوں یا سوراخوں کی تعداد میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔



جب ڈوپڈ سیمک کنڈکٹر میں زیادہ سوراخ ہوتے ہیں تو اسے 'p-type' (سوراخوں کے لئے مثبت) سیمیکمڈکٹر کہا جاتا ہے ، اور جب اس میں کچھ زیادہ اضافی الیکٹران ہوتا ہے تو ، اسے 'این ٹائپ' (الیکٹرانوں کے لئے منفی) سیمی کنڈکٹر کہا جاتا ہے ، اکثریتی موبائل چارج کیریئر کے انچارج کا دستخط۔ جن جنکشنوں کی تشکیل ہوتی ہے جہاں این ٹائپ اور پی ٹائپ سیمیکمڈکٹرز ایک دوسرے کے ساتھ شامل ہوتے ہیں اسے P – n جنکشن کہا جاتا ہے۔

ڈایڈڈ

ایک سیمک کنڈکٹر ڈایڈڈ ایک آلہ ہے عام طور پر ایک ہی p-n جنکشن سے بنا ہوتا ہے۔ پی ٹائپ اور این ٹائپ سیمک کنڈکٹر کا جنکشن ایک کم ہونے والا خطہ بناتا ہے جہاں موجودہ انضمام موبائل چارج کیریئر کی کمی کی وجہ سے محفوظ ہے۔ جب آلہ آگے متعصب ہوتا ہے تو ، اس کمی کا خطرہ کم ہوجاتا ہے ، جس سے اہم نقل و حمل کی اجازت ہوتی ہے ، جب ڈایڈور ریورس متعصب ہوتا ہے تو ، صرف کم ہی کم موجودہ حاصل کی جاسکتی ہے اور ختم ہونے والے خطے کو بڑھایا جاسکتا ہے۔ سیمیکمڈکٹر کو روشنی میں بے نقاب کرنے سے الیکٹران ہول کے جوڑے پیدا ہوسکتے ہیں ، جس سے مفت کیریئرز کی تعداد بڑھ جاتی ہے اور اس طرح چلتا ہے۔ اس رجحان سے فائدہ اٹھانے کے لئے موزوں ڈایڈس کو فوٹو ڈوڈیز کہا جاتا ہے۔ کمپاؤنڈ سیمیکمڈکٹر ڈایڈڈس روشنی ، روشنی کو خارج کرنے والے ڈائیڈس اور لیزر ڈائیڈس بنانے کے لئے بھی استعمال ہورہے ہیں۔

ڈایڈڈ

ڈایڈڈ

ٹرانجسٹر

بائپولر جنکشن ٹرانجسٹر دو p-n جنکشن کے ذریعہ تشکیل پائے جاتے ہیں ، یا تو p-n-p یا n-p-n ترتیب میں۔ وسط یا اڈہ ، جنکشن کے درمیان والا علاقہ عام طور پر بہت تنگ ہوتا ہے۔ دوسرے خطے ، اور ان سے وابستہ ٹرمینلز ، emitter اور کلکٹر کے نام سے مشہور ہیں۔ اڈے اور emitter کے درمیان جنکشن کے ذریعے انجکشن لگا ہوا ایک چھوٹا سا کرنٹ بیس کلکٹر جنکشن کی خصوصیات کو تبدیل کرتا ہے لہذا یہ کرنٹ موجودہ ہوسکتا ہے حالانکہ یہ الٹ جانبدار ہے۔ یہ جمع کرنے والے اور emitter کے درمیان ایک بڑا موجودہ پیدا کرتا ہے ، اور بیس امیٹر موجودہ کے ذریعہ کنٹرول ہوتا ہے۔


ٹرانجسٹر

ٹرانجسٹر

ٹرانجسٹر کی ایک اور قسم فیلڈ اثر ٹرانجسٹر ، یہ اس اصول پر چلتا ہے کہ برقی میدان کی موجودگی سے سیمک کنڈکٹر چالکتا میں اضافہ یا کمی واقع ہوسکتی ہے۔ ایک برقی میدان سیمی کنڈکٹر میں الیکٹرانوں اور سوراخوں کی تعداد میں اضافہ کرسکتا ہے ، اس طرح اس کی چالکتا کو تبدیل کرسکتا ہے۔ الیکٹرک فیلڈ کا استعمال الٹ - متعصب p-n جنکشن کے ذریعہ لگایا جاسکتا ہے ، اور یہ ایک جنکشن فیلڈ ایفیکٹ ٹرانجسٹر (JFET) یا ایک الیکٹروڈ کے ذریعہ بلک مادے سے آکسائڈ پرت کے ذریعہ موصل ہوتا ہے ، اور اس کی تشکیل ہوتی ہے دھاتی آکسائڈ سیمی کنڈکٹر فیلڈ ایفیکٹ ٹرانجسٹر (MOSFET)

آج کا دن موسس فیت ، ایک ٹھوس ریاست آلہ ، اور سیمک کنڈکٹر ڈیوائسز میں سب سے زیادہ استعمال ہوتا ہے۔ گیٹ الیکٹروڈ سے بجلی کا میدان تیار کرنے کا الزام لگایا جاتا ہے جو دو ٹرمینلز کے مابین 'چینل' کی چالکتا کو کنٹرول کرسکتا ہے ، اسے ماخذ اور نالی کہتے ہیں۔ چینل میں کیریئر کی قسم پر منحصر ہے ، یہ آلہ این چینل (الیکٹرانوں کے لئے) یا پی چینل (سوراخوں کے لئے) موسفٹ ہوسکتا ہے۔

سیمیکمڈکٹر ڈیوائس میٹریلز

سیمیکمڈکٹر آلات میں سلیکن (سی) سب سے زیادہ استعمال شدہ مواد ہے۔ اس میں کم خام مال کی لاگت اور نسبتا آسان عمل ہے۔ درجہ حرارت کی اس مفید حدود سے یہ مقابلہ کرنے والے مختلف ماد .وں میں فی الحال بہترین سمجھوتہ کرتا ہے۔ سیمیکمڈکٹر ڈیوائس مینوفیکچرنگ میں استعمال ہونے والے سلیکن کو فی الحال ان پیالوں میں گھڑایا جاتا ہے جو قطر میں اتنے بڑے ہوتے ہیں کہ 300 ملی میٹر (12 انچ) وافر تیار کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔

ابتدائی سیمیکمڈکٹر مادے میں جرمینیم (Ge) بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا تھا ، لیکن اس کی حرارتی حساسیت سلکان سے کم مفید ہے۔ آج کل ، جرمینیم اکثر (تیز رفتار) سیجی آلات میں استعمال کرنے کے لئے (سی) سلیکن سے ملایا جاتا ہے IBM اس طرح کے آلات کا ایک اہم پروڈیوسر ہے۔

گیلیم آرسنائڈ (گا اے) تیز رفتار آلات کے ساتھ بھی وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے ، لیکن اب تک ، اس مواد کے بڑے قطر کے پیالوں کی تشکیل مشکل ہے ، سلیکن وفروں سے نمایاں طور پر چھوٹے وافر قطر کو محدود کرتے ہوئے اس طرح گیلیم آرسنائڈ کی بڑے پیمانے پر پیداوار ہوتی ہے۔ (گا اے) سیلیکن سے زیادہ مہنگے آلات۔

کامن سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز کی فہرست

عام سیمیکمڈکٹر آلات کی فہرست میں بنیادی طور پر دو ٹرمینلز ، تین ٹرمینلز اور چار ٹرمینل آلات شامل ہیں۔

سیمیکمڈکٹر کے عمومی ڈیوائسز

سیمیکمڈکٹر کے عمومی ڈیوائسز

دو ٹرمینل ڈیوائسز ہیں

  • ڈایڈڈ (اصلاح کرنے والا ڈایڈڈ)
  • گن ڈایڈڈ
  • اثر ڈایڈس
  • لیزر ڈایڈڈ
  • زینر ڈایڈڈ
  • سکاٹکی ڈایڈڈ
  • پن ڈایڈڈ
  • ٹنل ڈایڈڈ
  • روشنی اتسرجک ڈایڈڈ (ایل ای ڈی)
  • فوٹو ٹرانجسٹر
  • فوٹو سیل
  • شمسی سیل
  • عارضی ولٹیج دبانے ڈایڈڈ
  • وی سی ایس ای ایل

تھری ٹرمینل ڈیوائسز ہیں

فور ٹرمینل ڈیوائسز ہیں

  • فوٹو کپلر (آپٹوکپلر)
  • ہال اثر سینسر (مقناطیسی فیلڈ سینسر)

سیمیکمڈکٹر ڈیوائس ایپلی کیشنز

تمام قسم کے ٹرانجسٹر کو بطور استعمال کیا جاسکتا ہے منطق کے دروازوں کی تعمیر کے بلاکس ، جو ڈیجیٹل سرکٹس کے ڈیزائن کے لئے مفید ہے۔ ڈیجیٹل سرکٹس میں جیسے مائکروپروسیسرس ، ٹرانجسٹرس جو MOSFET میں سوئچ (آن آف) کے طور پر کام کررہے ہیں ، مثال کے طور پر ، گیٹ پر لگائے جانے والے وولٹیج سے یہ طے ہوتا ہے کہ سوئچ آن ہے یا بند ہے۔

ٹرانجسٹرز ینالاگ سرکٹس کے لئے استعمال کیے جاتے ہیں نسبتا sw سوئچ (آن آف) کے طور پر کام نہیں کرتے ہیں ، وہ آؤٹ پٹ کی مستقل حد کے ساتھ ان پٹ کی ایک مستقل رینج کا جواب دیتے ہیں۔ عام ینالاگ سرکٹس میں آسیلیٹرس اور یمپلیفائر شامل ہیں۔ ینالاگ سرکٹس اور ڈیجیٹل سرکٹس کے مابین انٹرفیس یا ترجمہ کرنے والے سرکٹس کو مکسڈ سگنل سرکٹس کے نام سے جانا جاتا ہے۔

سیمیکمڈکٹر آلات کے فوائد

  • چونکہ سیمیکمڈکٹر آلات میں کوئی تنت نہیں ہوتا ہے ، لہذا الیکٹرانوں کے اخراج کا سبب بننے کے ل them ان کو گرم کرنے کی طاقت کی ضرورت نہیں ہے۔
  • چونکہ کسی حرارتی نظام کی ضرورت نہیں ہے ، لہذا سرکٹ آن ہوتے ہی سیمیکمڈکٹر آلات کام میں لگ جاتے ہیں۔
  • آپریشن کے دوران ، سیمیکمڈکٹر آلات کوئی ہمنگ شور پیدا نہیں کرتے ہیں۔
  • سیمی کنڈکٹر آلات ویکیوم ٹیوبوں کے مقابلے میں کم وولٹیج آپریشن کی ضرورت ہوتی ہے۔
  • ان کے چھوٹے سائز کی وجہ سے ، سیمک کنڈکٹر آلات پر مشتمل سرکٹس بہت کمپیکٹ ہیں۔
  • سیمیکمڈکٹر آلات شاک پروف ہیں۔
  • ویکیوم ٹیوبوں کے مقابلے میں سیمیکمڈکٹر آلات سستے ہیں۔
  • سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز کی زندگی تقریبا almost لامحدود ہوتی ہے۔
  • چونکہ سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز میں کوئی خلا پیدا نہیں کرنا پڑتا ہے ، لہذا ان کو ویکیوم خراب ہونے کی پریشانی نہیں ہے۔

سیمیکمڈکٹر آلات کی خرابیاں

  • ویکیوم ٹیوبوں کے مقابلے میں سیمیکمڈکٹر آلات میں شور کی سطح زیادہ ہے۔
  • عام سیمیکمڈکٹر ڈیوائسز اتنی طاقت نہیں سنبھال سکتی ہیں جتنی عام ویکیوم ٹیوبیں کر سکتی ہیں۔
  • اعلی تعدد کی حد میں ، ان کا ناقص جواب دینے والا ہوتا ہے۔

اس طرح یہ سب مختلف قسم کے سیمک کنڈکٹر آلات میں دو ٹرمینلز ، تین ٹرمینلز اور چار ٹرمینل آلات شامل ہیں۔ ہم امید کرتے ہیں کہ آپ کو اس تصور کی بہتر تفہیم ملی ہے۔ مزید برآں ، اس تصور یا بجلی اور الیکٹرانک منصوبوں کے بارے میں کوئی شکوک و شبہات ہیں ، براہ کرم ذیل میں تبصرہ سیکشن میں تبصرہ کرکے اپنی رائے دیں۔ یہاں آپ کے لئے ایک سوال ہے ، سیمی کنڈکٹر آلات کی درخواستیں کیا ہیں؟

تصویر کے کریڈٹ: