ထရန်စစ္စတာများနှင့် ၎င်းတို့၏ အသုံးချမှုများကို နားလည်ခြင်း

ထရန်စစ္စတာများနှင့် ၎င်းတို့၏ အသုံးချမှုများကို နားလည်ခြင်း

ထရန်စစ္စတာများသည် ခေတ်မီအီလက်ထရွန်းနစ်ကိရိယာတိုင်းနီးပါးတွင် အသုံးပြုသည့် အခြေခံအီလက်ထရွန်းနစ်အစိတ်အပိုင်းများဖြစ်သည်။ ကွန်ပျူတာများမှသည် စမတ်ဖုန်းများအထိ အိမ်သုံးပစ္စည်းများအထိ၊ ထရန်စစ္စတာများသည် အီလက်ထရွန်းနစ်ဆားကစ်များတွင် အရေးပါသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်။ ဤဆောင်းပါးသည် ထရန်စစ္စတာများ၊ ၎င်းတို့မည်သို့အလုပ်လုပ်ပုံနှင့် နေ့စဉ်ဘဝတွင် ဤအစိတ်အပိုင်းများ၏ အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးကို နက်နက်ရှိုင်းရှိုင်းနားလည်စေရန် ရည်ရွယ်ပါသည်။

၁။ ထရန်စစ္စတာများ မိတ်ဆက်ခြင်း

ထရန်စစ္စတာဆိုသည်မှာ အီလက်ထရွန်းနစ် အချက်ပြမှုများကို ဖွင့်/ပိတ်ရန် ချဲ့ထွင်ပေးသည့် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း တစ်ခုဖြစ်သည်။ ထရန်စစ္စတာ အမျိုးအစား အဓိက နှစ်မျိုးရှိသည်- ဘိုင်ပိုလာ ဂျန့်ရှင် ထရန်စစ္စတာ (BJTs) နှင့် ကွင်းဆက်အကျိုးသက်ရောက်မှု ထရန်စစ္စတာ (FETs)။ ဤထရန်စစ္စတာ အမျိုးအစား နှစ်မျိုး၏ အခြေခံအင်ဂျင်နီယာပညာ မတူညီသော်လည်း နှစ်မျိုးလုံးသည် ခလုတ်များနှင့် အချက်ပြ ချဲ့ထွင်ကိရိယာများအဖြစ် လုပ်ဆောင်ကြသည်။

၁.၁ ထရန်စစ္စတာ၏ အခြေခံဖွဲ့စည်းပုံ

BJT transistor တွင် collector၊ base နှင့် emitter ဟုခေါ်သော semiconductor ပစ္စည်းအလွှာသုံးလွှာပါဝင်သည်။ FET တွင် အဓိက terminal များမှာ source၊ gate နှင့် drain တို့ဖြစ်သည်။ BJT transistor အမျိုးအစားနှစ်မျိုးရှိသည်။

– NPN (အီမီတာ-အနုတ်၊ ဘေ့စ်-အပေါင်း၊ ကော်လက်တာ-အနုတ်)
– PNP (အီမီတာအပေါင်း၊ ဘေ့စ်အနုတ်၊ ကော်လက်တာအပေါင်း)

FET များတွင် အဓိက မျိုးကွဲနှစ်ခုလည်းရှိသည်-

– JFET (Junction Field-Effect Transistor)
– MOSFET (သတ္တု-အောက်ဆိုဒ်-တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ကွင်းဆင်းအကျိုးသက်ရောက်မှု ထရန်စစ္စတာ)

MOSFETs များကို ဒစ်ဂျစ်တယ်နှင့် မြင့်မားသော ပါဝါအသုံးချမှုများတွင် ပိုမိုအသုံးများသည်။

၁.၂ ထရန်စစ္စတာ၏ အလုပ်လုပ်ပုံ အခြေခံမူ

BJT transistor တွင် base ထဲသို့ စီးဆင်းနေသော လျှပ်စီးကြောင်းငယ်တစ်ခုသည် collector မှ emitter သို့ စီးဆင်းနေသော လျှပ်စီးကြောင်းကြီးတစ်ခုကို ထိန်းချုပ်နိုင်သည်။ ဆိုလိုသည်မှာ transistor ကို electrical signal များကို ချဲ့ထွင်ရန် အသုံးပြုနိုင်သည်။

FET တွင်၊ ဂိတ်သို့ ပေးသော ဗို့အားသည် အရင်းအမြစ်မှ ရေဆင်းမြောင်းသို့ စီးဆင်းသော လျှပ်စီးကြောင်းကို ထိန်းချုပ်ပေးသည်။ ၎င်းသည် ဗို့အားမြင့်မားသော အသုံးချမှုများတွင် FET များကို ပိုမိုထိရောက်စေသည်။

၂။ ထရန်စစ္စတာများ၏ လုပ်ဆောင်ချက်များနှင့် အသုံးချမှုများ

အီလက်ထရွန်းနစ် ဆားကစ်များတွင် ထရန်စစ္စတာများ၏ လုပ်ဆောင်ချက်အမျိုးမျိုးရှိသည်။ ထရန်စစ္စတာများ၏ အဓိကအသုံးချမှုအချို့ကို အောက်တွင်ဖော်ပြထားသည်။

၂.၁ အသံချဲ့စက်

ထရန်စစ္စတာများ၏ အဓိကအသုံးချမှုများထဲမှတစ်ခုမှာ ချဲ့စက်များအဖြစ်ဖြစ်သည်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံတွင်၊ base (သို့မဟုတ် FET ကိစ္စတွင် gate) ထဲသို့ ဝင်ရောက်လာသော အားနည်းသော အချက်ပြမှုသည် collector နှင့် emitter (သို့မဟုတ် drain နှင့် source) အကြား စီးဆင်းနေသော လျှပ်စီးကြောင်းကို ချဲ့ထွင်ပေးသည်။ ဤအသုံးပြုမှု၏ ဥပမာတစ်ခုမှာ audio amplifier များတွင်ဖြစ်ပြီး၊ ထရန်စစ္စတာများသည် မိုက်ခရိုဖုန်းမှ အသံအချက်ပြမှုကို စပီကာသို့ မပို့မီ ချဲ့ထွင်သည်။

၂.၂ ခလုတ်

ထရန်စစ္စတာများသည် ဆားကစ်တစ်ခုရှိ အခြားကိရိယာများကို ထိန်းချုပ်ရန် အီလက်ထရွန်းနစ်ခလုတ်များအဖြစ်လည်း လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ ခလုတ်များအနေဖြင့် ထရန်စစ္စတာများသည် အခြေအနေနှစ်မျိုးဖြင့် ရှိနေနိုင်သည်- ဖွင့် (ပိတ်) သို့မဟုတ် ပိတ် (ဖွင့်)။ ဤနည်းပညာကို စားသုံးသူအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများမှ စက်မှုလုပ်ငန်းထိန်းချုပ်မှုစနစ်များအထိ အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးတွင် အသုံးပြုကြသည်။ ၎င်း၏ အဓိကအခန်းကဏ္ဍများထဲမှ တစ်ခုမှာ ဒစ်ဂျစ်တယ်ယုတ္တိဗေဒ (ကွန်ပျူတာပရိုဆက်ဆာများကဲ့သို့) တွင်ဖြစ်သည်။

၂.၃ လှိုင်း

ထရန်စစ္စတာများကို sine သို့မဟုတ် square waves ကဲ့သို့သော ထပ်ခါတလဲလဲ လျှပ်စစ်လှိုင်းပုံစံများကို ထုတ်လုပ်ပေးသည့် oscillator ဆားကစ်များတွင်လည်း အသုံးပြုကြသည်။ ဤ oscillator များသည် ရေဒီယို ထုတ်လွှင့်စက်များ၊ ဒစ်ဂျစ်တယ်နာရီများနှင့် ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များတွင် carrier wave source များကဲ့သို့သော အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးတွင် အရေးပါပါသည်။

၃။ အီလက်ထရွန်းနစ်လုပ်ငန်းတွင် ထရန်စစ္စတာများ

ထရန်စစ္စတာများသည် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ ဒီဇိုင်းရေးဆွဲပြီး အကောင်အထည်ဖော်ပုံကို တော်လှန်ပြောင်းလဲစေခဲ့သည်။ အီလက်ထရွန်းနစ်လုပ်ငန်းတွင် ထရန်စစ္စတာများ၏ အသုံးချမှုအချို့ကို အောက်တွင်ဖော်ပြထားပါသည်။

၃.၁ ကွန်ပျူတာ

ထရန်စစ္စတာများသည် မိုက်ခရိုပရိုဆက်ဆာများနှင့် ကွန်ပျူတာမှတ်ဉာဏ်တွင် အဓိကအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ချစ်ပ်တစ်ခုတည်းတွင် ထရန်စစ္စတာ သန်းပေါင်းများစွာ၊ ဘီလီယံပေါင်းများစွာကိုပင် အသုံးပြုခြင်းဖြင့် ထရန်စစ္စတာများသည် အလွန်သေးငယ်သော အရွယ်အစားတွင် မြင့်မားသောပေါင်းစပ်မှုလုပ်ဆောင်ချက်များနှင့် မြန်ဆန်သော ပရိုဆက်ဆာအမြန်နှုန်းများကို ဖြစ်စေသည်။ ၎င်းသည် ခေတ်မီကွန်ပျူတာများကို အလွန်အစွမ်းထက်သော်လည်း စွမ်းအင်ချွေတာစေသည်။

၃.၂ ဆက်သွယ်ရေး

စမတ်ဖုန်းများနှင့် ရောက်တာများကဲ့သို့သော ဆက်သွယ်ရေးကိရိယာများရှိ ထရန်စစ္စတာများကို အချက်ပြ ချဲ့စက်များ၊ ရေဒီယိုကြိမ်နှုန်း (RF) ဆားကစ်များနှင့် အန်နာလော့မှ ဒစ်ဂျစ်တယ် ပြောင်းစက်များ (ADC) အပါအဝင် အစိတ်အပိုင်းအမျိုးမျိုးတွင် အသုံးပြုကြသည်။ ၎င်းတို့သည် အချက်ပြ အရည်အသွေး မဆုံးရှုံးဘဲ အချက်ပြမှုများ ပို့လွှတ်ခြင်းနှင့် လက်ခံခြင်းတွင် အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်။

၃.၃ မော်တော်ကား

မော်တော်ကားလုပ်ငန်းတွင် ထရန်စစ္စတာများကို အင်ဂျင်ထိန်းချုပ်စနစ်များ၊ သတင်းအချက်အလက်ဖျော်ဖြေရေးစနစ်များနှင့် အာရုံခံကိရိယာများစွာတွင် အသုံးပြုကြသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ အီလက်ထရွန်းနစ်ထိန်းချုပ်ယူနစ် (ECU) တွင် ထရန်စစ္စတာများကို အာရုံခံကိရိယာထည့်သွင်းမှုအမျိုးမျိုးကို လုပ်ဆောင်ရန်နှင့် လောင်စာထိုးစက်များနှင့် မီးပွားစနစ်ကဲ့သို့သော actuator များကို ထိန်းချုပ်ရန် အသုံးပြုကြသည်။

၃.၄ သယ်ဆောင်ရလွယ်ကူသော စက်ပစ္စည်းများ

စမတ်ဖုန်းများနှင့် တက်ဘလက်များကဲ့သို့သော သယ်ဆောင်ရလွယ်ကူသော စက်ပစ္စည်းများတွင် ထရန်စစ္စတာများသည် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိန်းသိမ်းထားစဉ်တွင် ပါဝါသုံးစွဲမှုနည်းပါးစေပါသည်။ ဆိုလိုသည်မှာ စက်ပစ္စည်းများသည် တစ်ကြိမ်အားသွင်းရုံဖြင့် ပိုမိုကြာရှည်ခံနိုင်ပြီး ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော အပလီကေးရှင်းများကို လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။

၃.၅ အိမ်သုံးပစ္စည်းများ

တီဗီ၊ ရေဒီယို နှင့် အဝတ်လျှော်စက်ကဲ့သို့သော အိမ်သုံးပစ္စည်းများသည်လည်း လုပ်ဆောင်ချက်အမျိုးမျိုးအတွက် ထရန်စစ္စတာများကို အသုံးပြုကြသည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ တီဗီများတွင် ထရန်စစ္စတာများကို ရုပ်ပုံနှင့် အသံအချက်ပြမှုများကို ချဲ့ထွင်ရန်နှင့် ထိန်းချုပ်ရေးဆားကစ်များတွင် အသုံးပြုကြသည်။

၄။ ထရန်စစ္စတာနည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှု

၁၉၄၇ ခုနှစ်တွင် တီထွင်ခဲ့ပြီးနောက်ပိုင်း ထရန်စစ္စတာနည်းပညာသည် အလျင်အမြန်တိုးတက်ပြောင်းလဲလာခဲ့သည်။ အကြီးမားဆုံး ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုများထဲမှ တစ်ခုမှာ ချစ်ပ်ပေါ်ရှိ ထရန်စစ္စတာအရေအတွက်သည် နှစ်နှစ်တစ်ကြိမ် နှစ်ဆတိုးလာခြင်း၊ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် စွမ်းအင်ထိရောက်မှုတို့တွင် တိုးတက်ကောင်းမွန်လာခြင်းနှင့် ကုန်ကျစရိတ်များ လျော့ကျလာခြင်းတို့နှင့်အတူ Moore's Law ဟုလူသိများသော ထရန်စစ္စတာများ၏ အရွယ်အစား ကျုံ့လာခြင်းဖြစ်သည်။

၄.၁ နာနို ထရန်စစ္စတာများ

မကြာသေးမီက သုတေသနပြုချက်များသည် ဂရပ်ဖင်းနှင့် ကာဗွန်နာနိုပြွန်များကဲ့သို့သော ပစ္စည်းများကို အသုံးပြု၍ နာနိုစကေး ထရန်စစ္စတာများကို တီထွင်လျက်ရှိသည်။ ဤနာနိုထရန်စစ္စတာများသည် အီလက်ထရွန်းနစ် ကိရိယာများ၏ စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် စွမ်းအင်ထိရောက်မှုကို ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်လာစေရန် မျှော်လင့်ရသည်။

၄.၂ 3D နည်းပညာ

ထရန်စစ္စတာ အရွယ်အစားကို ကျုံ့စေခြင်းအပြင် စွမ်းဆောင်ရည် မြှင့်တင်ရန် နောက်ထပ်ကြိုးပမ်းမှုတစ်ခုမှာ 3D ထရန်စစ္စတာ နည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုမှ လာပါသည်။ ဤနည်းပညာသည် ထရန်စစ္စတာများကို တစ်ခုအပေါ်တစ်ခု ထားရှိနိုင်စေပြီး ချစ်ပ်၏ ಒಟ್ಟಾರೆ footprint ကို မတိုးစေဘဲ နေရာအသုံးချမှုကို အမြင့်ဆုံးဖြစ်စေပြီး သိပ်သည်းဆကို တိုးမြှင့်ပေးပါသည်။

၅။ ထရန်စစ္စတာများ၏ စိန်ခေါ်မှုများနှင့် အနာဂတ်

ထရန်စစ္စတာများသည် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းတွင် ဖြစ်နိုင်ခြေအသစ်များကို ဖွင့်လှစ်ပေးခဲ့သော်လည်း အနာဂတ်အတွက် စိန်ခေါ်မှုများကိုလည်း ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ပိုမိုသေးငယ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းသည် အပူပျံ့နှံ့မှုနှင့် တည်ငြိမ်မှုအရ စိန်ခေါ်မှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။

၅.၁ ကွမ်တမ်ကန့်သတ်ချက်

ထရန်စစ္စတာများ သေးငယ်လာသည်နှင့်အမျှ ကွမ်တမ်အကျိုးသက်ရောက်မှုများ လွှမ်းမိုးလာသည့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်တစ်ခုသို့ ကျွန်ုပ်တို့ ချဉ်းကပ်လာပါသည်။ ၎င်းသည် လျှပ်စီးကြောင်းယိုစိမ့်မှုနှင့် ထရန်စစ္စတာ၏ အဖွင့်-အပိတ် အကူးအပြောင်းတွင် အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေနိုင်သည်။

၅.၂ ပါဝါသုံးစွဲမှု

ချစ်ပ်တစ်ခုတည်းပေါ်ရှိ ထရန်စစ္စတာအရေအတွက် တိုးပွားလာသည်နှင့်အမျှ ပါဝါသုံးစွဲမှုနှင့် အပူပျံ့နှံ့မှုစီမံခန့်ခွဲမှုသည် ပိုမိုအရေးပါလာပါသည်။ ပါဝါစီမံခန့်ခွဲမှုနှင့် အပူချိန်ဒီဇိုင်းတွင် ဖြေရှင်းချက်အသစ်များသည် စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို ထိန်းသိမ်းရန်အတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်ပါသည်။

၅.၃ ပစ္စည်းအသစ်များ

ဆီလီကွန်ထက် carrier mobility မြင့်မားသော III-V semiconductors ကဲ့သို့သော ပစ္စည်းအသစ်များကို သုတေသနပြုခြင်းသည် ရိုးရာဆီလီကွန် ထရန်စစ္စတာများ ရင်ဆိုင်ရသော စိန်ခေါ်မှုအချို့ကို ကျော်လွှားရန် အလားအလာရှိသည်။ ဤပစ္စည်းများသည် ထရန်စစ္စတာများကို ပိုမိုမြန်ဆန်စွာနှင့် ပိုမိုထိရောက်စွာ လုပ်ဆောင်နိုင်စေပါသည်။

နိဂုံး

ထရန်စစ္စတာများသည် ခေတ်မီအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် အရေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး ယနေ့ကျွန်ုပ်တို့ နှစ်သက်သော ဆန်းသစ်တီထွင်မှုများနှင့် နည်းပညာများစွာကို ဖန်တီးနိုင်စေပါသည်။ အချက်ပြမှုများကို ချဲ့ထွင်ခြင်းမှသည် ဒစ်ဂျစ်တယ်ဆားကစ်များတွင် ခလုတ်များအဖြစ် လုပ်ဆောင်ခြင်းအထိ၊ ထရန်စစ္စတာများကို အီလက်ထရွန်းနစ်ကိရိယာတိုင်းနီးပါးတွင် တွေ့ရှိနိုင်ပါသည်။ အသုံးပြုမှု မြင့်တက်လာခြင်းနှင့် နည်းပညာတိုးတက်မှုများသည် စွမ်းဆောင်ရည်၊ အရွယ်အစားနှင့် စွမ်းအင်ထိရောက်မှုတို့၏ နယ်နိမိတ်များကို ဆက်လက်တွန်းအားပေးနေပြီး တောက်ပပြီး ဆန်းသစ်တီထွင်သော အနာဂတ်ကို ကတိပေးနေပါသည်။

ထရန်စစ္စတာများ၏ အခြေခံများနှင့် ၎င်းတို့၏ အသုံးချမှုများကို နားလည်ခြင်းဖြင့် အီလက်ထရွန်းနစ် ကိရိယာများတွင် ၎င်းတို့၏ အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍကို ပိုမို နားလည်နိုင်ပြီး လာမည့် နည်းပညာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုများနှင့် အမီလိုက်နိုင်မည်ဖြစ်သည်။ သုတေသီများ၊ အင်ဂျင်နီယာများ သို့မဟုတ် ရိုးရိုးနည်းပညာ အသုံးပြုသူများအနေဖြင့် ဤနားလည်မှုသည် အီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် ကွန်ပျူတာတွင် နောက်ထပ် ဆန်းသစ်တီထွင်မှုနှင့် စူးစမ်းလေ့လာမှုများအတွက် အခွင့်အလမ်းများကို ဖွင့်ပေးပါသည်။