ทำไมทรานซิสเตอร์ DIY นี้จึงไม่พยายาม

ฉันพยายามทำอุปกรณ์ทรานซิสเตอร์ที่บ้าน จนถึงตอนนี้ฉันยังไม่ประสบความสำเร็จ ความเข้าใจด้านไฟฟ้าของฉันอยู่ถัดจากสิ่งที่ไม่มีอยู่นอกเหนือจากสิ่งที่ฉันได้เรียนรู้ในช่วง 3 เดือนที่ผ่านมาตั้งแต่ฉันอ่านบทความเกี่ยวกับทรานซิสเตอร์ที่พิมพ์อิงค์เจ็ท

ฉันกำลังพยายามใช้วิธีที่ไม่ต้องการสารพิษหรืออุณหภูมิสูง

การทดลองครั้งนี้ดูมีแนวโน้มดังนั้นฉันจึงพยายามเลียนแบบอุปกรณ์ตามชั้นของสารกึ่งตัวนำสังกะสี - ออกไซด์และหน้าสัมผัสลวดกาวตามที่อธิบายไว้ที่นี่

https://www.andaquartergetsyoucoffee.com/wp/wp-content/uploads/2009/05/zinc-oxide-experiments-i.pdf

จากผลการวิจัยพบว่าอุปกรณ์นี้สามารถใช้เอฟเฟกต์ทรานซิสเตอร์ / สนามได้โดยใช้ 96 โวลต์โดยมีขั้วลบของแหล่งจ่ายไฟติดกับประตูและขั้วบวกที่ติดกับแหล่งจ่ายหรือท่อระบายน้ำ

เหตุผลสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการสูงนั้นดูเหมือนจะเป็นความหนาของเกตอิเล็กทริกซึ่งเป็นสไลด์กล้องจุลทรรศน์ครอบคลุมประมาณ 0.12 มม. - 0.16 มม. หนา ฉันหวังว่าเกตอิเล็กทริกของฉันจะมีความหนาประมาณ 0.01 มม. จะอนุญาตให้อุปกรณ์ดำเนินการที่ ~ 9 โวลต์ที่ประตู

ความพยายามของฉันกับการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง:

วัสดุที่ใช้:

• เซมิคอนดักเตอร์ "หมึก / สี": ผงซิงค์ออกไซด์อินทรีย์ที่ไม่ใช่นาโน + แอลกอฮอล์ไอโซโพรพิล
• แหล่งที่มาท่อระบายน้ำและประตู: ปากกานำไฟฟ้า (คาร์บอนพื้นดินและสารยึดเกาะที่ไม่เป็นพิษ)
• แหล่งที่มาท่อระบายน้ำและประตู: กาวลวด (เงินวาง)
• ประตูอิเล็กทริก: ห้องครัวเกรดยึดห่อ (ตามเว็บค้นหา ~ 0.01mm)
• สารตั้งต้น: กล้องจุลทรรศน์สไลด์แก้วครอบคลุม
• 24 วัดลวดทองแดงที่ไม่เคลือบ
• กาวลวด (คาร์บอนพื้นและสารยึดเกาะที่ไม่เป็นพิษ)
• แหล่งจ่ายไฟ DC แบบตั้งโต๊ะ 0-5 แอมป์ 0-30 โวลต์

พยายาม # 1:

• ใช้ปากกาคาร์บอนนำไฟฟ้าเพื่อวาดสไลด์แก้วเส้นเป็นประตูและใช้กาวลวดเพื่อเชื่อมต่อลวดทองแดงกับปลายด้านหนึ่ง จากนั้นปล่อยให้แห้งในเตาอบที่ ~ 100 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 15 นาที

• สไลด์แก้วที่ห่อด้วย 1 ชั้นของการพันห่ออย่างแน่นหนาและวางไว้ในเตาอบที่ ~ 100 องศาฟาเรนไฮต์เป็นเวลา ~ 15 นาทีในความพยายามที่จะแผ่ออกริ้วรอยใด ๆ ในการยึดเกาะ (สำเร็จเพียงเล็กน้อยเท่านั้น)

• สารละลายสังกะสีออกไซด์และไอโซโพรพอยล์แอลกอฮอล์ 91% หยดลงบนฝาปิดและปล่อยให้แห้งในเตาอบที่อุณหภูมิ 100 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 15 นาที ชั้นที่เปราะบาง ~ 1 มม. ถูกสร้างขึ้น

  • ดึงที่มาและระบายออกจากกัน ~ 2 มม. บนสไลด์แก้วใหม่และลวดทองแดงที่เชื่อมต่อด้วยกาวลวด ปล่อยให้แห้งในเตาอบที่ ~ 100 องศาฟาเรนไฮต์เป็นเวลาประมาณ 15 นาที

  • วางกระจกสไลด์ที่สองไว้ด้านบนของแผ่นแรกพร้อมกับแหล่งกำเนิดและหน้าสัมผัสระบายลงด้านล่างสัมผัสกับชั้นซิงค์ออกไซด์โดยมีประตูอยู่ตรงกลางระหว่างแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำ

  • เทปสก็อตที่พันแน่นรอบ ๆ กระจกทั้งสองเพื่อช่วยในการสัมผัสใกล้ชิดระหว่างชั้นทั้งหมด

  • เชื่อมต่อนำเชิงลบของแหล่งจ่ายไฟ DC ไปที่ประตูและนำไปบวกกับท่อระบายน้ำด้านหนึ่งที่กำหนด เชื่อมต่อหลายเมตรกับแหล่งกำเนิดและระบายน้ำ

  • เปิดแหล่งจ่ายไฟด้วยการตั้งค่าที่ต่ำที่สุดและค่อยๆเปิดแอมแปร์และแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 5 แอมป์ & 30 โวลต์

  • ไม่สามารถวัดแรงดันหรือความต่อเนื่องระหว่างแหล่งกำเนิดกับท่อระบายน้ำ

  • ทำซ้ำขั้นตอนเดียวกันโดยใช้กาวลวดเงินเป็นแหล่งระบายน้ำและประตูยังมีผลเชิงลบ

ลอง # 2

คล้ายกับความพยายามครั้งแรกด้วยสไลด์แก้วเพียง 1 แผ่นเท่านั้น ฉันคิดว่าการเชื่อมต่อระหว่างแหล่งระบายออกและชั้นซิงค์ออกไซด์อาจไม่สนิทพอ

• ใช้ปากกาคาร์บอนนำไฟฟ้าเพื่อวาดเส้นกว้าง ~ 5 มม. บนสไลด์แก้วเป็นประตูและใช้ลวดกาวเพื่อเชื่อมต่อลวดทองแดงกับปลายด้านหนึ่ง จากนั้นปล่อยให้แห้งในเตาอบที่ ~ 100 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 15 นาที

  • สไลด์แก้วที่ห่อด้วย 1 ชั้นของการพันห่ออย่างแน่นหนาและวางไว้ในเตาอบที่ ~ 100 องศาฟาเรนไฮต์เป็นเวลา ~ 15 นาทีในความพยายามที่จะแผ่ออกริ้วรอยใด ๆ ในการยึดเกาะ (สำเร็จเพียงเล็กน้อยเท่านั้น)

  • สารละลายสังกะสีซิงค์ออกไซด์และไอโซโพรพอยล์แอลกอฮอล์ 91% หยดลงบนฝาปิดและปล่อยให้แห้งในเตาอบที่อุณหภูมิ 100 องศาฟาเรนไฮต์ประมาณ 15 นาที ชั้นที่เปราะบาง ~ 1 มม. ถูกสร้างขึ้น

  • ใช้หลอดฉีดยาในการวาดแหล่งที่มาและท่อระบายน้ำโดยตรงบนชั้นสังกะสีออกไซด์ด้วยกาวลวดแล้วเชื่อมต่อลวดทองแดง ปล่อยให้แห้งในเตาอบที่ ~ 100 องศาฟาเรนไฮต์เป็นเวลาประมาณ 15 นาที

  • เคลือบด้านบนด้วย superglue เพื่อหลีกเลี่ยงแหล่งที่มาและท่อระบายน้ำดึงออกจากชั้นสังกะสีออกไซด์ในระหว่างการจัดการ ปล่อยให้แห้งข้ามคืน

  • เชื่อมต่อนำเชิงลบของแหล่งจ่ายไฟ DC ไปที่ประตูและนำไปบวกกับท่อระบายน้ำด้านหนึ่งที่กำหนด เชื่อมต่อหลายเมตรกับแหล่งกำเนิดและระบายน้ำ

  • เปิดแหล่งจ่ายไฟด้วยการตั้งค่าที่ต่ำที่สุดและค่อยๆเปิดแอมแปร์และแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 5 แอมป์ & 30 โวลต์

  • ไม่สามารถวัดแรงดันหรือความต่อเนื่องระหว่างแหล่งกำเนิดกับท่อระบายน้ำ

นี่คือรูปภาพบางส่วนของขั้นตอน: https://imgur.com/a/jXAoOS0

ในขณะนี้ฉันไม่สามารถตรวจสอบว่าวัสดุที่ฉันใช้จะทำงานในการตั้งค่าเดียวกันตามที่อธิบายไว้ในการทดลองที่ฉันพยายามเลียนแบบ สำหรับตอนนี้ฉันขาดสังกะสีไนเตรต 2 พาแนลและแหล่งจ่ายไฟกระแสตรงที่สามารถส่งออกได้ 96 โวลต์

อะไรคือข้อบกพร่องหลักในการทดสอบของฉัน?

ฉันมีสมมติฐานต่อไปนี้ซึ่งยากต่อการตรวจสอบในขณะนี้:

• ชั้นซิงค์ออกไซด์ของฉันอาจไม่สอดคล้องกัน / เปราะเกินไปและไม่ได้สร้างพื้นผิวที่สม่ำเสมอ

• ประตูอิเล็กทริก / พื้นผิวของฉันไม่ราบเรียบหรือทำจากวัสดุที่ไม่ถูกต้อง

• ช่องว่างของฉันใหญ่เกินไป / ประตูอิเล็กทริกนั้นหนาเกินไปและแหล่งกำเนิดและท่อระบายน้ำอยู่ห่างกันมากเกินไป

• วัสดุของฉันไม่บริสุทธิ์เพียงพอและดังนั้นจึงไม่แสดงคุณสมบัติที่คาดหวัง

• ฉันพบว่าเงินถูกใช้เป็นสารเจือปนชนิด n และเนื่องจากฉันคาดว่าชั้นซิงค์ออกไซด์ของฉันจะเป็นประเภท n จึงจำเป็นต้องมีสารเจือปนชนิด p

• ทดลองใช้งานฉันพยายามเลียนแบบใช้ลวดกาวมีคำอธิบายเล็กน้อยว่าวัสดุนี้เป็นอะไรที่นอกเหนือไปจากคำแถลงที่ว่ากาวตัวนำควรทำงานได้ดี กาวลวดของฉันคือกราวด์คาร์บอนที่ใช้ปากกาไฟฟ้าที่ฉันใช้ ฉันไม่พบข้อมูลใด ๆ หากคาร์บอนเป็น n หรือ p-type บางทีคาร์บอนก็ไม่สามารถใช้ได้เช่นกัน https://www.andaquartergetsyoucoffee.com/wp/wp-content/uploads/2009/05/zinc-oxide-experiments-i.pdf

• ฉันไม่สามารถใช้แรงดันไฟฟ้าที่มากพอกับเกทได้เนื่องจากอุปทานของฉันมีสูงสุดที่ 30 โวลต์

• สายไฟของฉันผิด

ฉันคิดว่าข้อบกพร่องที่นี่อาจง่ายที่จะชี้ให้ทุกคนที่มีประสบการณ์ในสาขานี้ เคล็ดลับและความคิดใด ๆ จะได้รับการชื่นชมมาก ฉันสงสัยว่าฉันอยู่ใกล้กับอุปกรณ์ที่ใช้งานได้ทุกที่หรือไม่

ZnO หนาเกินไปสำหรับประตูหลัง

ด้วยความหนา ZnO ประมาณ 1 มม. ของคุณฉันจะแปลกใจถ้าอุปกรณ์ที่มีส่วนขวางที่คุณวาดทำงานได้ คุณจะต้องส่งผลกระทบต่อผู้ให้บริการชาร์จที่ด้านตรงข้ามของ ZnO โปรดทราบว่าความหนาของแผ่นซิลิคอนทั่วไปที่ใช้สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วไปนั้นมีความหนาประมาณ 0.4-0.8 มม. และทุกสิ่งที่น่าสนใจเกิดขึ้นในระดับสูงสุด ~ 1%

ปัญหาการอบที่เป็นไปได้

นอกจากนี้ยังปรากฏว่าคุณไม่ได้ทำขนมที่มีความเข้มข้นหลังจากที่ฝากเงินเหมือนกับกระดาษที่คุณอ้างอิง ดูเหมือนว่าพวกเขาทำ 540C เป็นเวลา 30 นาทีบนจานร้อนในขณะที่คุณทำ 100F เพียง 15 นาทีในเตาอบ นอกเหนือจากความแตกต่างของอุณหภูมิที่เห็นได้ชัดการอบในเตาอบมักจะต้องนานกว่าการอบบนจานร้อนอย่างมีนัยสำคัญ

เกตเชิงลบ

จากคำอธิบายของคุณดูเหมือนว่าคุณใช้แรงดันไฟฟ้าเกตเชิงลบที่สัมพันธ์กับแหล่งที่มา คุณเคยลองผิดท่าบวก กระดาษดูเหมือนจะบ่งชี้ว่า MOSFET ดำเนินการด้วยอคติเกตบวกและดำเนินการน้อยกว่าเล็กน้อยที่อคติเชิงลบ (ประมาณ 3% น้อยกว่า) ด้วยประตูไดอิเล็กทริกทินเนอร์ที่คุณใช้ฉันคาดว่าจะเห็นการเปลี่ยนแปลงที่แข็งแกร่งในปัจจุบัน

สิ่งอื่น ๆ ที่ควรลอง

ฉันไม่เห็นอะไรผิดปกติกับการออกแบบที่เหลือ ฉันคาดหวังว่ามันจะมีโอกาสที่สมเหตุสมผลในการทำงานถ้าคุณสร้างอุปกรณ์ที่คล้ายกันกับประตูด้านบน อย่างไรก็ตามการทำเช่นนั้นไม่สำคัญกับกระบวนการของคุณ

หรือคุณอาจลองสร้างเลเยอร์ ZnO ที่บางลง วิธีการทั่วไปในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์สำหรับการฝากวัสดุที่ละลายในตัวทำละลายคือ "การหล่อแบบหมุน" วางวัสดุไว้ตรงกลางของวัสดุพิมพ์และหมุนที่ 500-10000 RPM (ขึ้นอยู่กับความหนาที่ต้องการ) เป็นเวลา 30-120 วินาที ทำตามนี้ด้วยการอบ ฉันไม่รู้ว่ามันจะทำงานร่วมกับ ZnO ใน IPA ได้ดีเพียงใด แต่ถ้าคุณมีเครื่องปั่นสำรองที่วางอยู่รอบ ๆ คุณอาจต้องเล่นกับอัตราส่วน ZnO: IPA ของคุณเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดี ฉันไม่สามารถพูดได้ว่าฟิล์มของ ZnO หนาแค่ไหนในลักษณะนี้คุณต้องแน่ใจว่ามันจะต่อเนื่อง แม้ว่าหลังจากอ่านโพสต์ของคุณอีกครั้งดูเหมือนว่าคุณกำลังทำสิ่งนี้กับแฟนเคสพีซี อาจลองเจือจาง ZnO ของคุณต่อไปเพื่อรับทินเนอร์

อีกทางเลือกหนึ่งคือพยายามสร้าง / วัด photoresistor ใน ZnO เพื่อพิสูจน์ตัวเองว่า ZnO นั้นต่อเนื่องและสามารถดำเนินการกระแส จากการค้นหาอย่างรวดเร็ว ZnO มีช่องว่างย่านความถี่โดยตรง 3.3 eV ซึ่งหมายความว่าคุณจะต้องใช้แสงที่มีความยาวคลื่นประมาณ 375 นาโนเมตรหรือสั้นกว่าเพื่อดู photoconductance นี่เป็นเพียงมุมระหว่างแสงที่มองเห็นและแสง UV สิ่งนี้ทำให้สิ่งต่าง ๆ ยากขึ้นเล็กน้อย แต่กระดาษระบุว่า photoconductance ถูกสังเกตดังนั้นคุณอาจจะสามารถทำซ้ำผลลัพธ์เหล่านั้นได้ เป็นอุปกรณ์ที่ง่ายกว่า MOSFET ที่คุณพยายามทำ อันที่จริงภาพตัดขวางที่คุณวาดควรทำงานได้แล้ว ส่องสว่างตัวอย่างของคุณจากด้านบนด้วยแหล่งกำเนิดแสง UV ที่สว่างที่สุดที่คุณสามารถหาได้ (ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดแสง UV ที่ค่อนข้างสว่าง) ใช้แรงดันไฟฟ้าและวัดกระแสไฟฟ้าผ่านอุปกรณ์ของคุณ (หรือใช้การตั้งค่าความต้านทานบนมัลติมิเตอร์) เนื่องจากช่องว่างแถบใหญ่ของ ZnO อาจใช้เวลาสักครู่ก่อนที่ค่าการนำไฟฟ้าจะถอยกลับไปที่ค่า "มืด" หลังจากลบแสงดังที่สังเกตในกระดาษ ถึงแม้ว่า ณ จุดนี้ฉันแน่ใจว่าคุณจะมีความสุขในการวัดกระแสได้เลย

ในการสร้างฟังก์ชั่น "FET" คุณต้องประสบความสำเร็จ 6 ครั้ง 1) ช่องที่ 2) แหล่งที่มาและพื้นที่การระบาย 3) การติดต่อแบบไม่โอห์มมิคจาก (2) ถึง (1) 4) ประตู 5) ความหนาแน่นต่ำของประจุ อินเตอร์เฟส gate-channel 6) แรงดันไฟฟ้าที่เพียงพอที่เกตเพื่อกลับส่วนบนของแชนเนลดังนั้น (1) และ (2) จะทำหน้าที่เป็นเส้นทางทาน

กรุณาอ่อนโยนกับ 6 ข้อกำหนดเหล่านี้ พ่อแม่ของฉันไม่ใช่นักฟิสิกส์อุปกรณ์