นี่คือวิธีที่ฉันเห็นฉันหวังว่ามันจะเพิ่มสิ่งที่เป็นประโยชน์ต่อการอภิปราย:
เซมิคอนดักเตอร์, ไดโอดและทรานซิสเตอร์
อิเล็กตรอนและหลุม
ลองนึกถึงแถวของเพนนีที่วางเรียงกันเป็นแถวแตะข้ามโต๊ะ ย้ายปลายด้านขวาของเงินเพนนีหนึ่งความกว้างของเงินไปทางขวาออกจากช่องว่าง จากนั้นย้ายเงินไปทางซ้ายของช่องว่างไปเรื่อย ๆ ในขณะที่คุณดำเนินการเพนนีทั้งหมดได้ย้ายไปทางขวาและช่องว่างได้ย้ายข้ามโต๊ะไปทางซ้าย ตอนนี้ลองนึกภาพเพนนีว่าเป็นอิเล็กตรอนและคุณสามารถดูว่าอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปทางเดียวในเซมิคอนดักเตอร์ได้อย่างไร
เพื่อยืดอุปมาอุปมัยเราสามารถใช้กองเล็ก ๆ ของเพนนีได้ดังนั้นผู้คนจำนวนมากต้องขยับไปทางขวาก่อนที่หลุมจะเคลื่อนที่ไปทางซ้าย หรือเราอาจมีเพนนีไม่กี่แห่งและพื้นที่มากมายเพื่อให้รูเดินทางได้อย่างง่ายดายเนื่องจากเพนนีเคลื่อนย้ายข้ามช่องว่างกว้าง ทั้งสองกรณีนี้จำลองซิลิคอนไดอะซิชันเจือสองรูปแบบเพิ่มอิเล็กตรอนจำนวนมากและเรามี N-type รูจำนวนมาก (ลบอิเล็กตรอน) และเรามี P-type ประเภทสามารถทำได้โดยการผสม (การเติม) ซิลิกอนกับโลหะอื่น ๆ ในปริมาณเล็กน้อย
เมื่ออิเล็กตรอนต้องผ่านอะตอมของเซมิคอนดักเตอร์ความต้านทานของมันจึงค่อนข้างสูง เซมิคอนดักเตอร์ยุคแรกใช้ Germanium แต่ยกเว้นกรณีพิเศษทุกวันนี้ซิลิคอนเป็นตัวเลือกที่เป็นสากล
ลวดทองแดงสามารถมองเห็นได้ว่ามีกองใหญ่ของเพนนีอิเล็คตรอนอยู่ด้วยกันดังนั้นกระแสจึงมีการเคลื่อนไหวของเพนนีไม่กี่ตัวที่ยอดของเสาไม่มีรูที่เกิดขึ้นเลย ด้วยจำนวนมากที่มีอยู่ในปัจจุบันความต้านทานดังที่เราทราบนั้นอยู่ในระดับต่ำ
DIODES
เซมิคอนดักเตอร์ไดโอดที่พบมากที่สุด (มีประเภทพิเศษอื่น ๆ ) มีการเชื่อมต่อระหว่าง N-type และ P-type หากแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับไดโอดบวกกับ N-type end และลบไปที่อื่น ๆ อิเล็กตรอนทั้งหมดจะถูกดึงไปที่ปลายบวกออกจากหลุมที่ปลายลบ ด้วยแทบไม่มีอิเล็กตรอนใด ๆ ที่อยู่ตรงกลางแทบจะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหล ไดโอดคือ "reverse biassed"
เมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้ในทางอื่น ๆ ลบไปที่ปลาย N-type และบวกกับ P-type อิเลคตรอนจะถูกดึงดูดไปที่ตรงกลางและสามารถข้ามไปเพื่อยกเลิกหลุมในรูปแบบ P และไหลออกไปใน ลวดเชื่อม ที่อีกแรงดันลบ, จบ, อิเล็กตรอนจะถูกผลักเข้าไปในกลางของไดโอดที่จะถูกแทนที่ด้วยน้ำท่วมที่มาจากสายดังนั้นกระแสโดยรวมสามารถไหลได้ง่าย: ไดโอดเป็นไปข้างหน้า biassed
การเชื่อมต่อกับไดโอดนั้นเรียกว่า "แอโนด" ซึ่งเป็นจุดสิ้นสุดที่เป็นบวกเมื่อไดโอดนั้นไปข้างหน้า biassed และ "แคโทด" ซึ่งเป็นจุดสิ้นสุดเชิงลบ ฉันจำสิ่งเหล่านี้ได้โดยการเปรียบเทียบกับเงื่อนไขเดียวกันสำหรับวาวล์ซึ่งต้องการแรงดันไฟฟ้าบวกสูง (HT สำหรับ "ความตึงเครียดสูง" - ปิดนิ้วของคุณ) ที่ขั้วบวกเพื่อให้กระแสไหล ช่วยในการจำที่ดีสำหรับขั้วของไดโอด biassed ไปข้างหน้าอาจเป็น PPNN: "บวก, P-type, N-type, Negative"
ไดโอด varactor หาประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าพื้นที่ประจุแยกออกเป็นสองส่วนคือประจุบวกและลบ ดังนั้นไดโอดที่ออกแบบมาเป็นพิเศษจะทำเพื่อใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้เมื่อย้อนกลับชีวมวล แรงดันไฟฟ้าที่นำมาใช้จะดึงประจุออกจากกันทำให้เกิด "ชั้นพร่อง" ระหว่างหน้าสัมผัส การเพิ่มแรงดันย้อนกลับที่ใช้ทำให้ชั้นนี้หนาขึ้นดังนั้นจึงลดความจุและในทางกลับกัน ไดโอด Varactor มักใช้ในวงจรที่ปรับแต่งเพื่อเปลี่ยนความถี่แทนที่ตัวเก็บประจุ vaned ที่ใช้ในวันของวาล์ว
ทรานซิสเตอร์สองขั้ว
ทรานซิสเตอร์สองขั้วคือสิ่งที่การดำเนินการขึ้นอยู่กับอิเล็กตรอนและหลุม มันประกอบไปด้วยไดโอดสองตัวกลับไปด้านหลังแชร์เลเยอร์กลางส่วนกลาง หนึ่งในอาคารผู้โดยสารด้านนอกคือ Collector C และอีกแห่งหนึ่งคือ Emitter E. การเชื่อมต่อกลางคือฐาน B และเป็นส่วนหนึ่งของไดโอด CB และ BE เรามีแซนด์วิชสามชั้น ในการใช้งานปกติไดโอดระหว่าง C และ B จะถูกทำปฏิกิริยาย้อนกลับดังนั้นโดยไม่ต้องมีไดโอด BE และผลของมันจะไม่มีกระแสไหลเนื่องจากอิเล็กตรอนทั้งหมดถูกดึงขึ้นไปที่ปลายด้านหนึ่งของส่วน CB และหลุมเพื่อ อีกด้านหนึ่งในไดโอดโดยใช้แรงดันไฟฟ้า
BE diode เป็นแบบ biassed ไปข้างหน้าดังนั้นกระแสสามารถไหลและวงจรภายนอกถูกตั้งค่าเพื่อ จำกัด สิ่งนี้ให้มีค่าค่อนข้างเล็ก แต่ยังมีรูและอิเล็กตรอนจำนวนมากไหลผ่านฐานและตัวส่งสัญญาณ
ตอนนี้บิตที่ฉลาด การเชื่อมต่อทั่วไปของไดโอด CB และ BE ที่ฐานถูกทำให้บางมากดังนั้นการไหลของอิเล็กตรอนและรูในส่วน BE แทนที่แรงดันสะสมของนักสะสมย้อนกลับได้ถูกดึงออกไปและกระแสสามารถไหลผ่านไดโอด CB ในนี้ ทิศทางกลับกันและจากนั้นผ่านทางแยก biassed BE ไปทาง Emitter และเข้าสู่วงจรภายนอก
ฉันคิดว่ามันชัดเจนว่าคุณไม่สามารถสร้างทรานซิสเตอร์โดยการบัดกรีไดโอดสองตัวกลับไปด้านหลังการกระทำนั้นต้องการการแบ่งชั้นบาง ๆ ภายในซิลิคอนอย่างใกล้ชิด
กระแสของ Collector ขึ้นอยู่กับการไหลของกระแส Base และทรานซิสเตอร์ได้รับการออกแบบเพื่อให้กระแสขนาดเล็กใน BE diode เปิดทางสำหรับกระแสขนาดใหญ่กว่าในชุมทาง CB ดังนั้นเราจึงมีการขยายปัจจุบัน การใช้แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวต้านทานภายนอกสามารถเปลี่ยนเป็นการขยายแรงดันไฟฟ้าได้
ทรานซิสเตอร์เหล่านี้เรียกว่า "ไบโพลาร์" เพราะมีสองทางแยกได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ฉันหลีกเลี่ยงการกล่าวถึงประเภทของวัสดุในไดโอด CB และ BE อย่างรอบคอบความคิดเหมือนกันสำหรับทั้งคู่และเราสามารถมี NPN หรือ PNP เป็นเลเยอร์ที่เป็นไปได้ ลูกศรบนตัวปล่อยในสัญลักษณ์ซึ่งแสดงทิศทางของกระแสการสะสมแบบเดิม (ตรงข้ามกับการไหลของอิเล็กตรอน) ชี้ไปในทิศทางของด้านลบของแรงดันไฟฟ้า CE ที่ใช้ดังนั้นกระแสจึงเป็น "นอก P" หรือเป็น N ที่ตัวส่ง "
FIELD EFFECT TRANSISTORS หรือ FETs
มีการออกแบบที่แตกต่างกันมากมายของ FET และนี่เป็นหลักการพื้นฐานที่เรียบง่าย
นี่คือทรานซิสเตอร์ "unipolar" แม้ว่าคำนี้ไม่ได้ใช้บ่อยนักเพราะการทำงานของมันขึ้นอยู่กับอิเล็กตรอนและสนามไฟฟ้าเท่านั้นไม่ใช่รู
ที่นี่เรามีซิลิกอนเจือหนึ่งบล็อกคือ "แชนแนล" ที่มีก้อนชนิดตรงกันข้ามที่ด้านข้างหรือเป็นวงแหวนล้อมรอบ ดังนั้นเราจึงมีทางแยกไดโอดเพียงจุดเดียวซึ่งเรียกว่า Gate G ระหว่างก้อนหรือวงแหวนกับช่อง ช่องทางทำหน้าที่เป็นตัวต้านทานโดยมีกระแสไหลผ่านแม้ว่าจากปลายด้านหนึ่งแหล่งกำเนิด S ไปยังท่อระบายน้ำ D อีกทางแยกระหว่างเกตและช่องทางเป็นแบบย้อนกลับ Biassed ดังนั้นจึงไม่มีกระแสไฟฟ้าไหล แต่มีสนามไฟฟ้าตั้งอยู่ ดึงประจุอิเลคตรอนหรือรูไปทางด้านข้างของช่องสัญญาณทำให้กระแสไฟฟ้าที่มีอยู่น้อยลง ดังนั้นเราจึงมี SD ควบคุมปัจจุบันโดยแรงดันไฟฟ้าที่ประตู
โปรดทราบว่านี่เป็นอุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าซึ่งแทบไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลเข้าหรือออกจากประตู ลองนึกถึงกฎของโอห์ม: Resistance = Volts / Amps และเราเห็นว่ากระแสที่ต่ำมากหมายถึงความต้านทานที่สูงมากดังนั้น FET จึงกล่าวว่ามีอิมพีแดนซ์อินพุตที่สูงมาก - ข้อได้เปรียบหลักเหนือ Bi-Polar ที่โดย ในทางตรงกันข้ามมันต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยในการส่งกระแสผ่านฐานทำให้ความต้านทานอินพุตต่ำ