Ohatra amin'ny Fanontaniana Fifanakalozan-kevitra momba ny Semiconductor
Pendahuan
Ny semiconductor dia fitaovana manana conductivity elektrika eo anelanelan'ny an'ny conducteur (toy ny varahina) sy ny insulator (toy ny fitaratra). Amin'izao tontolo maoderina izao, ny semiconductor dia mitana anjara toerana lehibe satria izy ireo no fitaovana fototra ampiasaina amin'ny fanamboarana fitaovana elektronika isan-karazany, anisan'izany ny diode, transistors, ary circuit integrated (IC). Ity lahatsoratra ity dia hanolotra ohatra maromaro momba ny olana amin'ny semiconductor mba hanampiana ny mpamaky hahazo fahatakarana lalindalina kokoa momba ity lohahevitra ity.
1. Rafitra kristaly semiconductor
Fanontaniana: Hazavao ny rafitra kristaly an'ny semiconductor silikônina sy ny fiantraikan'io rafitra io amin'ny toetrany elektrika.
Dinika: Ny semiconductor silisiôma dia manana rafitra kristaly fantatra amin'ny anarana hoe kristaly kibika diamondra. Amin'ity rafitra ity, ny atôma silisiôma tsirairay dia mifamatotra amin'ny atôma silisiôma efatra mifanila aminy, ka mamorona fatorana tena marin-toerana. Izany no manazava ny antony mahatonga ny silisiôma madio ho ambany ny conductivity elektrika amin'ny mari-pana ao an-trano.
Azo ampitomboina ny fitondrana herinaratra an'ny silisiôma amin'ny alalan'ny fanampiana loto (doping). Ohatra, ny fanampiana phosphore (doping karazana-n) dia handray elektrôna afaka, raha ny fanampiana boron (doping karazana-p) kosa dia hamorona lavaka izay miasa ho mpitondra fiampangana tsara.
2. Fampidirana Semiconductor
Fanontaniana: Hazavao ny fahasamihafana misy eo amin'ny doping karazana-n sy ny doping karazana-p ary ny fiantraikan'izy ireo amin'ny conductivity semiconductor.
Dinika: Ny fampidirana loto ao anaty semiconductor dia ny fampidirana loto mba hanovana ny toetrany elektrika. Amin'ny fampidirana loto karazana-n, ny atôma loto fanampiny dia mazàna manana elektrôna valensa betsaka kokoa noho ny atôma silikônina (ohatra, phosphore misy elektrôna valensa 5). Ireo elektrôna fanampiny ireo dia lasa elektrôna afaka izay afaka mandray anjara amin'ny fitarihana herinaratra, ka mampitombo ny fitarihana ny fitaovana.
Mifanohitra amin'izany kosa, amin'ny doping karazana-p, ny atôma maloto dia manana elektrôna valensa vitsy kokoa noho ny silikônina (ohatra, ny boron dia manana elektrôna valensa 3). Ny tsy fisian'ny elektrôna valensa dia mamorona lavaka izay miasa ho mpitondra fiampangana tsara. Ireo lavaka ireo dia mampitombo ny conductivity amin'ny alàlan'ny famelana ny fiampangana hivezivezy ao amin'ny kristaly.
3. Band Elanel sy Fitondran-tena
Fanontaniana: Farito ary hazavao ny foto-kevitry ny elanelan'ny tarika (band gap) sy ny fiantraikan'izany amin'ny fitarihana herinaratra an'ny semiconductors.
Dinika: Ny elanelan'ny tarika dia ny angovo ilaina hamindrana ireo elektrôna avy amin'ny tarika valence mankany amin'ny tarika conduction. Kely kokoa ny elanelan'ny tarika amin'ny semiconductors noho ny insulators, fa lehibe kokoa noho ny conductors.
Ao amin'ny semiconductors, rehefa mahazo angovo ampy ny elektrôna (ohatra, avy amin'ny hafanana na photons), dia afaka mitsambikina ny elanelan'ny tarika mankany amin'ny tarika conduction izy ireo ary lasa elektrôna afaka mitondra herinaratra. Ny haben'ny elanelan'ny tarika no mamaritra ny fomba mora ahafahan'ny elektrôna mientanentana mankany amin'ny tarika conduction:
– Mora kokoa ny mitondra herinaratra amin'ny mari-pana ambany kokoa noho ny an'ny semiconducteur manana elanelana kely amin'ny tarika (toy ny silikônina, izay manana elanelana eo amin'ny tarika ~1.1 eV).
– Ireo semiconducteur manana elanelana tarika lehibe (toy ny gallium arsenide, miaraka amin'ny elanelana tarika ~1.4 eV) dia mila angovo bebe kokoa mba ho lasa conducteur, saingy mety ho mahomby kokoa amin'ny fampiharana sasany toy ny diode mamoaka hazavana (LED).
4. Transistor
Fanontaniana: Inona no atao hoe transistor ary ahoana no fiasany amin'ny fampiharana elektronika?
Dinika: Ny transistor dia singa semiconductor ampiasaina hanamafisana na hanovana ny famantarana elektronika. Misy karazany roa ny transistors: transistors bipolar junction (BJT) sy transistors field-effect (FET).
Ao amin'ny BJT, misy sosona telo karazana-p sy karazana-n voalamina (npn na pnp). Ny herinaratra miditra ao amin'ny fototra (B) no mifehy ny fikorianan'ny herinaratra eo amin'ny mpanangona (C) sy ny mpanome herinaratra (E). Mandritra izany fotoana izany, ao amin'ny FET, ny voltazy ampiharina amin'ny vavahady (G) no mifehy ny fikorianan'ny herinaratra eo amin'ny tatatra (D) sy ny loharano (S).
Ny transistors dia mamela ny fanamafisana ny famantarana satria ny fiovana kely eo amin'ny fidirana (base na gate) dia mety hiteraka fiovana lehibe eo amin'ny output (collector-emitter na drain-source). Izany dia mahatonga ny transistors ho singa tena ilaina amin'ny circuits elektronika, anisan'izany ny amplifiers sy ny circuits logic.
5. Diode
Fanontaniana: Inona no asan'ny diode ary ahoana no fiasany?
Dinika: Singa semiconductor ny diode izay mamela ny fikorianan'ny herinaratra amin'ny lalana iray ihany. Ny diode dia misy fifandraisana p-n, izay fifandraisana eo amin'ny fitaovana karazana p sy karazana n. Rehefa ampiharina amin'ny lalana mandroso (anode mankany amin'ny katôda) ny voltazy, dia afaka mikoriana mora foana ny voltazy. Na izany aza, raha ampiharina amin'ny lalana mifanohitra (katôda mankany amin'ny anode) ny voltazy, dia hisakana ny fikorianan'ny voltazy ny fanoherana avo lenta.
Izany dia mahatonga ny diode ho tena ilaina amin'ny fampiharana toy ny rectification (izay manova ny courant alternating ho courant mivantana), fiarovana ny circuit, ary ny signal switching.
6. Fampiharana ny Semiconductors amin'ny Elektronika
Fanontaniana: Lazao ny sasany amin'ireo fampiharana ny semiconductors amin'ny teknolojia maoderina ary hazavao ny asany.
Dinika: Ampiasaina amin'ny fampiharana teknolojia maoderina isan-karazany ny semiconductors, anisan'izany:
– Mikroprocesseur sy Fahatsiarovana: Ny fampiasana transistors amin'ny circuit integrée (IC) dia ahafahana mamorona mikroprocesseur sy puce fahatsiarovana tena sarotra sy mahomby.
– Sela: Afaka mamantatra masontsivana ara-batana isan-karazany toy ny hazavana (photodiodes), ny mari-pana (thermistors), ary ny tsindry (sela piezoelectric) ny sela semiconductor.
– Diôda Mamoaka Hazavana (LED): Ny semiconductor sasany dia afaka mamoaka hazavana rehefa misy herinaratra mikoriana ao aminy, izay ampiasaina amin'ny fampisehoana, jiro ary famantarana.
– Sela masoandro: Ny semiconducteurs toy ny silisiôma dia mamorona courant elektrika rehefa tratran'ny masoandro, izay ampiasaina amin'ny panneaux solaires mba hamokarana angovo elektrika.
Penutup
Ny fahatakarana ireo foto-kevitra fototra momba ny semiconductors sy ireo ohatra samihafa amin'ny olana resahina dia hanampy ny mpamaky hahafehy ny lohahevitra sy ny fampiharana ny semiconductors amin'ny teknolojia maoderina. Ity lahatsoratra ity dia antenaina hanome fahatakarana lalina momba ny fiasa, ny foto-kevitra fiasana ary ny maha-zava-dehibe ny semiconductors eo amin'ny tontolon'ny elektronika.
