Tusaale Su'aalaha Doodda Semiconductor-ka
Pendahuluan
Semiconductor-ku waa walax leh koronto-qabad u dhaxaysa kan gudbiyaha (sida naxaasta) iyo dahaarka (sida galaaska). Adduunka casriga ah, semiconductor-yadu waxay ciyaaraan door muhiim ah maadaama ay yihiin agabka aasaasiga ah ee loo isticmaalo soo saarista aaladaha elektaroonigga ah ee kala duwan, oo ay ku jiraan diode-yada, transistors-ka, iyo wareegyada isku dhafan (ICs). Maqaalkani wuxuu soo bandhigi doonaa dhowr tusaale oo ku saabsan dhibaatooyinka semiconductor-ka si uu uga caawiyo akhristayaasha inay si qoto dheer u fahmaan mowduucan.
1. Qaab-dhismeedka Crystal-ka Semiconductor-ka
Su'aal: Sharax qaab-dhismeedka kiristaalka ee semiconductors-ka silikoon iyo saameynta qaab-dhismeedkani ku leeyahay sifooyinkooda korontada.
Dood: Semiconductors-ka Silicon waxay leeyihiin qaab-dhismeed kiristaal ah oo loo yaqaan kiristaal dheeman ah oo cubic ah. Qaab-dhismeedkan, atom kasta oo silikoon ah wuxuu si isku xiran ugu xiran yahay afar atam oo silikoon ah oo deris ah, taasoo sameysa isku xirnaan aad u deggan. Tani waxay sharraxaysaa sababta silikoon saafi ah uu u leeyahay koronto yar heerkulka qolka.
Korontada korantada ee silikoon waxaa lagu kordhin karaa iyadoo lagu darayo wasakh (doping). Tusaale ahaan, ku darista fosfooraska (doping nooca n) waxay gacan ka geysan doontaa elektaroono bilaash ah, halka ku darista boron (doping nooca p) ay abuuri doonto godad u shaqeeya sidii sideyaal dallac ah oo togan.
2. Daweynta Semiconductor-ka
Su'aal: Sharax farqiga u dhexeeya daawada nooca n-nooca ah iyo daawada nooca p-nooca ah iyo saameyntooda ku aaddan gudbinta semiconductor-ka.
Dood: Doping waa habka lagu daro wasakhda semiconductor-ka si loo beddelo sifooyinkiisa korontada. Doping-ka nooca n-ka ah, atamka wasakhda ah ee lagu daray badanaa waxay leeyihiin elektaroono valentin ka badan atamka silikoon (tusaale ahaan, fosfooraska oo leh 5 elektaroono valentin). Elektaroonadan dheeraadka ah waxay noqdaan elektaroono bilaash ah oo gacan ka geysan kara kontoroolka korantada, taasoo kordhinaysa kontoroolka walxaha.
Taas bedelkeeda, marka la eego doping-ka nooca p-ga ah, atamka wasakhda ah wuxuu leeyahay elektaroono valencies ka yar marka loo eego silicon (tusaale ahaan, boron wuxuu leeyahay 3 elektaroono valencies). La'aanta elektaroonada valencies waxay abuurtaa godad u shaqeeya sidii sideyaal dallac ah oo togan. Godadkani waxay kordhiyaan gudbinta iyagoo u oggolaanaya dallacaadda inay dhex marto kiristaalka.
3. Farqiga Bandka iyo Gudbinta
Su'aal: Sharax oo sharax fikradda farqiga band-ka iyo sida ay u saamayso korantada korantada ee semiconductors-ka.
Dood: Farqiga band waa tamarta loo baahan yahay si elektaroonada looga raro band-ka valent ilaa band-ka gudbinta. Semiconductors-ku waxay leeyihiin farqi band oo ka yar kuwa insulators-ka, laakiin mid ka weyn kuwa gudbiya.
Semiconductors-ka, marka elektaroonada ay helaan tamar ku filan (tusaale ahaan, kulaylka ama fotonada), waxay u boodi karaan farqiga xarigga ilaa xarigga gudbinta waxayna noqon karaan elektaroono xor ah oo qaadi kara hadda korontada. Cabbirka farqiga xarigga ayaa go'aaminaya sida ugu fudud ee elektaroonada loogu kicin karo xarigga gudbinta:
– Semiconductors-ka leh godad yar yar (sida silicon, oo leh godad xarig ah oo ah ~1.1 eV) ayaa si fudud loogu gudbin karaa hadda heerkulka hooseeya.
– Semiconductors-ka leh farqiga band weyn (sida gallium arsenide, oo leh farqiga band ee ~1.4 eV) waxay u baahan yihiin tamar badan si ay u noqdaan kuwo gudbiya, laakiin waxay noqon karaan kuwo waxtar badan u leh codsiyada qaarkood sida diode-yada iftiinka soo saara (LEDs).
4. Transistor
Su'aal: Waa maxay transistor sideese uga shaqeeyaa codsiyada elektaroonigga ah?
Dood: Transistor waa qayb semiconductor ah oo loo isticmaalo in lagu xoojiyo ama lagu beddelo calaamadaha elektaroonigga ah. Waxaa jira laba nooc oo caadi ah oo transistor ah: transistor-yada isgoysyada laba-geesoodka ah (BJTs) iyo transistor-yada saamaynta goobta (FETs).
BJT, waxaa jira saddex lakab oo nooca p iyo nooca n ah oo la habeeyey (npn ama pnp). Korontada soo gasha saldhigga (B) waxay xakameysaa socodka hadda ee u dhexeeya ururiyaha (C) iyo soosaaraha (E). Dhanka kale, FET, danabka lagu dabaqay albaabka (G) wuxuu xakameeyaa socodka hadda ee u dhexeeya daadinta (D) iyo isha (S).
Transistors-ku waxay oggolaadaan kordhinta calaamadaha sababtoo ah isbeddellada yaryar ee ku yimaada gelinta (saldhigga ama albaabka) waxay sababi karaan isbeddello waaweyn oo ku yimaada wax soo saarka (ururiyaha-soo-saaraha ama isha daadinta). Tani waxay ka dhigaysaa transistors-ka qaybaha muhiimka ah ee wareegyada elektaroonigga ah, oo ay ku jiraan amplifiers-ka iyo wareegyada macquulka ah.
5. Diode
Su'aal: Waa maxay shaqada diode-ka sideese u shaqeysaa?
Dood: Diode waa qayb ka mid ah semiconductor-ka oo u oggolaanaysa qulqulka korantada inuu ku socdo hal jiho oo keliya. Diode wuxuu ka kooban yahay isgoys p-n ah, kaas oo ah isgoyska u dhexeeya walxaha nooca p iyo nooca n. Marka danab lagu dabaqo jihada hore (anode ilaa cathode), danabku si fudud ayuu u socon karaa. Si kastaba ha ahaatee, haddii danab lagu dabaqo jihada dambe (kathode ilaa anode), iska caabin sare ayaa ka hortagi doonta socodka hadda.
Tani waxay ka dhigaysaa diode-yada kuwo aad waxtar ugu leh codsiyada sida hagaajinta (kaas oo u beddela hadda beddela hadda tooska ah), ilaalinta wareegga, iyo beddelka calaamadaha.
6. Adeegsiga Semiconductors-ka ee Elektarooniga
Su'aal: Magacaw qaar ka mid ah codsiyada semiconductors-ka ee tignoolajiyada casriga ah oo sharax shaqadooda.
Dood: Semiconductors waxaa loo isticmaalaa barnaamijyo teknoolojiyad casri ah oo kala duwan oo ay ku jiraan:
– Microprocessors-ka iyo Xusuusta: Isticmaalka transistors-ka ee wareegyada isku dhafan (ICs) waxay u oggolaaneysaa abuurista microprocessor-ro aad u adag oo hufan iyo jajabyada xusuusta.
– Dareemayaasha: Dareemayaasha Semiconductor-ku waxay ogaan karaan xuduudo jireed oo kala duwan sida iftiinka (fotodiodes), heerkulka (thermistor), iyo cadaadiska (dareemayaasha piezoelectric).
– Nalalka Iftiinka Soo Saara (LED): Semiconductors-ka qaarkood waxay soo saari karaan iftiin marka koronto ay dhex marto, kuwaas oo loo isticmaalo bandhigyada, nalalka, iyo tilmaamayaasha.
– Unugyada Qorraxda: Semiconductors-ka sida silicon waxay abuuraan koronto marka ay qorraxdu soo gaarto, taas oo loo isticmaalo muraayadaha qorraxda si loo soo saaro tamar koronto.
Xiritaanka
Fahmidda fikradaha aasaasiga ah ee semiconductors-ka iyo dhibaatooyinka kala duwan ee tusaalaha ah ee laga wada hadlay waxay ka caawin doontaa akhristayaasha inay bartaan mawduuca iyo codsiyada semiconductors-ka ee tignoolajiyada casriga ah. Maqaalkan waxaa la filayaa inuu si qoto dheer u bixiyo aragti ku saabsan shaqooyinka, mabaadi'da shaqada, iyo muhiimadda semiconductors-ka adduunka elektaroonigga ah.
