قطعات نیم‌رسانا

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از ادوات نیمه‌رسانا)

افزاره‌های نیم‌رسانا (به انگلیسی: Semiconductor device) یا ادوات نیم‌رسانا یا قطعات نیم‌رسانا یک قطعه الکترونیکی است که از خواص ویژه الکترونیکی مواد نیم‌رسانا، عمدتاً سیلیکون، ژرمانیوم و گالیم آرسنید و همچنین نیم‌رسانای آلی بهره می‌برد.

قطعات نیم‌رسانا، در بسیاری از کاربردها جایگزینِ لامپ‌های خلاء شده‌اند. آن‌ها به‌جای استفاده از حالت گازی یا گسیل گرمایونی در خلاء، از رسانایی الکتریکی در حالت جامد استفاده می‌کنند.

قطعات نیم‌رسانا، هم به عنوان تجهیزات گسسته و هم به عنوان مدارهای مجتمع (ICها) ساخته می‌شوند. این آی‌سی‌ها می‌توانند تنها دو جزء تا میلیاردها جزء داشته باشند. این مدارهای مجتمع روی یک لایه رسانا یا ویفر به هم پیوسته می‌شوند.

مواد نیم‌رسانا، به این دلیل مفید هستند که می‌توان رفتارشان را با افزودن ناخالصی به راحتی دستکاری کرد. به این کار آلایش یا دوپینگ گفته می‌شود. رسانایی نیم‌رساناها می‌تواند با قرار گرفتن در یک میدان الکتریکی یا مغناطیسی، قرارگیری در معرض نور یا گرما یا توسط تغییر شکل مکانیکی یک شبکه سیلیکون تک-کریستال آلاینده کنترل گردد؛ درنتیجه می‌توان از نیم‌رساناها حسگرهایی عالی ساخت.

یک اتصال دوقطبی n–p–n ساختار ترانزیستور

هدایت جریان در یک نیم‌رسانا از طریق الکترونهای متحرک یا «آزاد» و حفره‌های الکترونی اتفاق می‌افتد، که به مجموع این دو «حاملان بار» گفته می‌شود. تعداد الکترون‌های آزاد یا حفره‌ها درون نیم‌رسانا با ناخالص سازی آن با یک نسبت کوچک از یک ناخالصی اتمی (برای مثال توسط فسفر یا بور) بسیار زیاد افزایش پیدا می‌کند.

اگر در یک نیم‌رسانا تعداد حفره‌ها بیشتر از الکترون‌ها باشد به آن نیم‌رسانای نوع-P گفته می‌شود (P به نشانه مثبت (به انگلیسی: Positive) یا بار الکتریکی مثبت است) و اگر تعداد الکترون‌ها بیشتر از حفره‌ها باشد به آن نیم‌رسانای نوع-n گفته می‌شود (n نشانه منفی (به انگلیسی: Negative) و به معنای بار الکتریکی منفی است). اکثر حاملان بار آزاد حاوی بار منفی هستند.

در هنگام ساخت نیم‌رساناها محل و تمرکز آلاینده‌های نوع-P یا نوع-n را دقیقاً کنترل می‌کنند. از اتصال نیم‌رسانای نوع n با نوع p، اتصال p-n ساخته می‌شود.

دیود[ویرایش]

یک دیود نیم‌رسانا، قطعه‌ای است که معمولاً از یک پیوند مفرد p_n ساخته شده‌است. در اتصال یک نیم‌رسانا نوع-p و نوع-n، یک ناحیه تخلیه تشکیل می‌دهند، جایی که هدایت جریان توسط حامل‌های اقلیت بار الکتریکی متحرک مهار شده‌است. زمانی که قطعه، بایاس مستقیم(به انگلیسی: forward bias) است (جانب-p در پتانسیل الکتریکی بالاتری نسبت به جانب-n متصل شده‌است) ناحیه تخلیه کاسته شده و می‌تواند جریان قابل توجهی از دیود عبور کند، در حالیکه وقتی دیود بایاس معکوس (به انگلیسی: reverse bias) است، ناحیه تخلیه گسترده‌تر شده و بدین ترتیب فقط می‌تواند جریان بسیار کمی از دیود عبور کند

لیست افزاره‌های نیم‌رسانای رایج[ویرایش]

افزاره‌های دوپایه:

افزاره‌های سه‌پایه:

افزاره‌های چهارپایه:

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]


مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Semiconductor device». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۱۰ دسامبر ۲۰۱۷. رده:فناوری ساخت ادوات نیم‌رسانا