1. انجمن های فارس پاتوق
    مطابق با قوانین جمهوری اسلامی ایران می باشد.
    رد اعلامیه

نیمه رساناها

شروع موضوع توسط momonina10 در ‏24 ژوئیه 2012 در انجمن سخت افزار ها

  1. momonina10

    momonina10 مهمان

    میه رساناها (Semi-Conductors) در زندگی ما و بهتر بگوییم در قدم گذاردن بشر به عصر دیجیتال و فیزیک و الکترونیک نوین؛ نقش تاریخی ایفا کرده‌اند.

    نیمه رساناها را در درون دستگاه‌های گوناگونی یافت می‌کنید. اساس ساخت پردازشگر‌ها و ریز پردازنده‌ها و تمام دستگاه‌هایی که به نحوی اطلاعات و عملیاتی را پردازش می‌کنند، نیمه رساناست. از کامپیوتر شخصی‌ شما گرفته تا پخش کننده mp3 و دستگاه‌های عکس‌برداری پزشکی MRI. [پیش از MRI]

    نیمه رسانا در ساده‌ترین شکل خود یک «دیود» (Diode) یا یکسو کننده است و برای درک ساختار نیمه رساناها بهتر است از مطالعه روی دیود شروع کنیم. در ادامه به چگونگی ساخت دیود می‌پردازیم.

    سیلیکون یکی از عناصر سازنده زمین و بعد از اکسیژن بیشترین فراوانی را در پوسته زمین دارد به طوری که 25.7٪ از جرم پوسته زمین از سیلیکون تشکیل شده است.

    سیلیکون عنصر چهاردهم جدول تناوبی عناصر است و با نماد Si شناخته می‌شود. سیلیکون در حالت آزاد به صورت جامد سخت و شفافی یافت می‌شود.



    کربن، ژرمانیم و سیلیکون (ژرمانیم نیز مانند سیلیکون یک نیمه رسانا است) همگی خواص مشابهی در لایه ظرفیت الکترونی خود دارند که آن‌ها را از باقی عناصر متمایز می‌سازد. دارا بودن 4 الکترون در اربیتال آخر آن‌ها و نیمه پر بودن لایه ظرفیت خواصی مانند تشکیل کریستال و خاصیت‌ها ترکیبی منحصر بفردی را برای این عناصر بوجود آورده است.

    شبکه یونی در کربن به شکل کریستال شفاف است ولی در سیلیکون به شکل جامد نقره‌ای رنگ است.



    فلزات به دلیل دارا بودن الکترون‌های آزاد در لایه ظرفیت خود معمولاً رساناهای خوبی برای جریان برق هستند. با اینکه بلور سیلیکون شبیه فلز است ولی خواص فلزی ندارد.

    الکترون‌ها لایه خارجی در سیلیکون در قید جاذبه بین یکدیگر هستند و در ضمن گاف انرژی در بین لایه‌های پر و خالی برای انتقال الکترون کافی نیست.

    تمامی این شرایط را می‌توان تغییر داد و می‌توان سیلیکون را تبدیل به ماده دیگری کرد که خواص رسانایی الکتریکی را داشته باشد. این کار طی پروسه‌ای به نام ناخالص سازی انجام می‌شود.

    در این روش به شبکه یونی سیلیکون ناخالصی‌هایی اضافه می‌شود.

    ناخالصی‌هایی که به ساختار شبکه سیلیکون اضافه می‌شود را می‌توان با دو دسته تقسیم کرد:

    • نوع N: با اضافه کردن ناخالصی‌هایی از قبیل فسفر و یا آرسنیک در مقادیر بسیار کم. آرسنیک و فسفر هر دو پنج الکترون در لایه ظرفیت خود دارند به همین دلیل الکترون پنجم لایه‌های ظرفیت‌ آن‌ها می‌تواند به عنوان الکترون آزاد عمل کند و کار انتقال جریان را انجام دهد. این نوع سیلیکون رسانای خوبی است. الکترون بار منفی و یا Negative دارد به همین دلیل به این نوع N می‌گویند.

    • نوع P: در اینجا عناصر بور و گالیم به سیلیکون اضافه می‌شوند. این دو عنصر سه الکترون در لایه ظرفیت خود دارند. وقتی به شبکه یونی سیلیکون وارد می‌شند حفره‌هایی را ایجاد می‌کنند که باعث می‌شود که الکترون سیلیکون پیوند خود را از دست بدهد. وقتی یکی از الکترون‌ها از شبکه یونی خارج شود، خاصیت مثبت الکتریکی در ماده ایجاد می‌شود. به این ترتیب حفره و یا بهتر بگوییم فضای خالی الکترون می‌تواند میزبان خوبی برای الکترون از اتم کناری باشد و به این ترتیب جریان می‌تواند به راحتی در آن شارش کند. از این رو این نوع را P می‌نامند که این نوع دارای بار مثبت یا Positive است.

    مقدار کمی ناخالصی می‌تواند سیلیکون عایق را به رسانای تقریباً خوبی تبدیل کند. از این رو به آن نیمه رسانا می‌گویند.

    نوع N و P به تنهایی کار زیادی انجام نمی‌دهند ولی هنگامی که به هم متصل می‌شوند رفتار الکتریسیته‌ای جالبی از خود نشان می‌دهند. با قرار دادن این دو به هم دیود ایجاد می‌شود.

    دیود جریان را تنها در یک جهت از خود عبور می‌دهد. به همین دلیل آن را یکسو کننده نیز می‌نامند. قسمت مثبت یعنی P یا حفره به طرف منفی باتری متصل و N یا الکترون به طرف مثبت آن. هیچ جریانی از محل اتصال عبور نمی‌کند زیرا الکترون‌ها در N‌ و P‌ در خلاف یکدیگر حرکت می‌کنند.



    اگر باتری را در جهت دیگر متصل کنید الکترون‌های قسمت N توسط قطب منفی دفع و حفره‌های P توسط قطب مثبت دفع می‌شوند. در محل اتصال حفره‌ها و الکترون‌ها به هم می‌رسند و محل حفره‌ها با الکترون‌ها پر می‌شود و جریان در محل اتصال شارش می‌کند.

    از لحاظ الکتریکی یک دیود هنگامی عبور جریان را از خود ممکن می‌سازد که شما با برقرار کردن ولتاژ در جهت درست (+ به آند و - به کاتد) آنرا آماده کار کنید. مقدار ولتاژی که باعث می‌شود تا دیود شروع به هدایت جریان الکتریکی نماید ولتاژ آستانه یا (forward voltage drop) نامیده می‌شود که چیزی حدود ۰٫۶ تا ۰٫۷ ولت می‌باشد.



    اما نکته مهم آنکه تمام دیودها یک آستانه برای حداکثر ولتاژ معکوس دارند که اگر ولتاژمعکوس بیش از آن شود دیوید می‌سوزد و جریان را در جهت معکوس هم عبور می‌دهد. به این ولتاژ آستانه شکست گفته می‌شود.

    در ادامه به کاربرد‌های دیود‌ها و ترانزیستور‌ها می‌پردازیم. تا اینجا دریافتیم که دیود وسیله‌ای است که جریان را در جهتی حرکت می‌دهد در حالی که در جهت دیگر آن را متوقف می‌کند.

    کاربرد‌های زیادی از همین خاصیت می‌شود. برای مثال وسایلی که نیروی محرکه الکتریکی آن‌ها از باتری تأمین می‌شود دارای دیود هستند و اگر باتری را در جهت اشتباه بزنید دیود جلوی عبور جریان را می‌گیرد و به دستگاه آسیبی نمی‌رسد.

    ترانزیستور مجموعه‌ای از دیود‌های متصل به هم است. این اتصال‌ها که معمولاً به صورت NPN و یا PNP‌ انجام می‌شنوند به صورت یک سوئیچ عمل می‌کند. شاید فکر کنید که با این کار دیگر هیچ مقداری جریان از ترانزیستور گذر نمی‌کند. دقیقاً همین‌طور است.ولی اگر جریان به محل میانی ترانزیستور داده شود می‌تواند جریان بسیار کمی را به جریان زیادی در یک جهت تبدیل کند.

    همین واقعیت است که خاصیت سوئیچ بودن را به ترانزیستور می‌دهد و می‌تواند با جریانی کم روشن و خاموش شود.

    با استفاده از همین حقایق امروزه میلیون‌ها ترانزیستور پردازشگر‌ها را تشکیل می‌دهند که در حقیقت میلیون‌ها سوئیچ متصل به هم هستند.

    همانطور که می‌دانید اساس دیجیتال واحد‌های باینری یا صفر-و-یک است. به این ترتیب این سوئیچ‌ها می‌توانند میلیون‌ها محاسبه و عملیات منطقی را انجام دهند که می‌تواند به پردازش‌های بزرگی ختم شود.
     
  1. کانال تلگرام

    اطلاعیه ها و اخبارهای فارس پاتوق ، مسابقات و جوایز
  2. گروه تلگرام

    کتاب مذهبی ، کتاب های درسی ، کتاب های علمی ، کتاب رمان
  3. برنامه تلگرام

    اپراتور ، نرم افزار های ارتباطی
  4. سرگرمی و تفریح تلگرام

    دانستنیهای جالب ، مرکز تخصصی ترول ، انواع فال ها و طالع بینی ها ، مطالب طنز آمیز ، اس ام اس و جوک
  5. آموزش تلگرام

    اخبار فارس پاتوق ، انتقادات و طرح های جدید فارس پاتوق ، نظر سنجی ، آموزش های لازم فارس پاتوق ، اطلاعیه های فارس پاتوق
  6. کانال موزیک تلگرام

    مداحی ایام فاطمیه ، مداحی ماه محرم ، موزیک های ایرانی ، موزیک های شاد ، آهنگ های خارجی ، آهنگ های پیشواز ایرانسل ، آهنگ های پیشواز همراه اول ، آهنگ های رومانتیک ، مداحی ، آهنگ های سنتی
  7. اخبار تلگرام

    اخبار حوادث ، اخبار جهان ، اخبار ورزشی ، اخبار پزشکی ، اخبار سیاسی - اقتصادی ، اخبار فرهنگی - هنری ، اخبار علمی
  8. مد و زیبایی تلگرام

    مدل لباس دخترانه ، مدل لباس زنانه ، مدل لباس پسرانه ، مدل لباس مردانه ، مدل لباس ، مدل لباس جدید ، مدل عینک ، مدل مو ، مدل ناخن ، عکس مدل
  9. کانال عکس تلگرام

    عکس های خنده دار ، عکس های بازیکنان ، عکس های ترسناک ، عکس های طبیعت ، عکس های حیوانات ، عکس های حوادث ، تصاویر عاشقانه ، تصاویر کارتونی ، عکس های اتومبیل ، تصاویر هنرمندان ، تصاویر کودکان ، عکس های متفرقه
  10. کانال فیلم تلگرام

    اپراتور همراه اول ، اپراتور ایرانسل ، اپراتور رایتل
  11. تبلیغات تلگرام و اینستاگرام

    آگهی های استخدام دولتی ، آگهی های استخدام غیر دولتی ، سوالات و پاسخ های آزمون های استخدامی
  12. کانالهای ادبی تلگرام

    تاریخ ، شعر و ادبیات ، نامه نگاری و انواع نامه ها
  13. گروه چت تلگرام

    ابزار های وبلاگ ، سئو و بهینه سازی وب سایت ، سیستم های مدیریت محتوا ، قالب های وبلاگ ، ابزار های وب سایت ، قالب های وب سایت ، معرفی وبلاگ و وب سایت های مفید ، کسب و کار در اینترنت ، کسب درآمد بدون اینترنت
  14. بهترین کانال های تلگرام

    هوا و فضا ، دانش و فن آوری در پزشکی ، دانش و فناوری در کامپیوتر ، دانش و فناوری در موبایل ، دانش و فناوری در وب سایت ها ، جنگ افزار ، تکنولوژی های روز
  15. نرم افزار اینستاگرام

    سیستم عامل ها ، لپ تاپ و تبلت ، نرم افزار ها ، سخت افزار ها ، بازی های کامپیوتری
  16. کانال پزشکی و سلامت تلگرام

    روانشناسی ، تغذیه ، بهداشت ، بیماری ها و روش درمان
  17. بهترین پیج اینستاگرام

    اخبار ورزشی ، معرفی ورزش ها و تیم ها ، شخصیت های ورزشی
  18. عکس اینستاگرام

    برنامه ریزی درسی ، مقطع آموزش ابتدایی ، مقطع آموزش راهنمایی ، مقطع آموزش متوسطه ، مقطع پیش دانشگاهی ، مقطع آموزش فنی حرفه ای ، مقطع آموزش کاردانش
  19. فیلم اینستاگرام

    مقالات کار آفرینی و طرح کسب و کار ، مقالات عمومی ، درخواست مقالات ، مقالات علمی
  20. آموزش اینستاگرام

    رشته های فنی و مهندسی ، رشته های علوم تجربی ، رشته های علوم پایه و انسانی ، رشته های هنر ، معرفی رشته های دانشگاهی ، معرفی دانشگاه های ایران ، رشته های پزشکی ، رشته های زبان انگلیسی
  21. کانال مذهبی تلگرام

    اهل بیت و علما ، احکام ، مولتی مدیای مذهبی
  22. کانال خانواده تلگرام

    خانواده ، هنر در خانه
  23. کانال آشپزی تلگرام

    انواع شیرینی ، انواع دسر ، انواع غذا ها و طرز تهیه آن ها ، خورش ها ، سوپ و سالاد ، ساندویچ و پیتزا ، سس و ترشی
  24. کانال گردش و گردشگری تلگرام

    معرفی مکان های زیارتی ، معرفی مکان های تفریحی ، معرفی مکان های شگفت انگیز ، معرفی شهرها و کشورها
  25. سایر موضوعات تلگرام

    اخبار و مطالب گوناگون خبری ، معما ها و چیستان ها ، اخبار گوناگون اینترنتی ، صندلی داغ ، گفتگو با کاربران ، بازارچه خرید و فروش ، زباله دان
  26. کانال تست روانشناسی تلگرام

    تست هوش
  27. کانال روانشناسی ازدواج تلگرام

    نکات قبل از ازدواج ، نکات بعد از ازدواج
  28. کانال مشاوره جنسی تلگرام

    راهنمایی علمی جنسی
XenForo Add-ons by Brivium ™ © 2012-2013 Brivium LLC.