E.T-අර්ධ සන්නායක
අර්ධ සන්නායකයක් යනු එහි විද්‍යුත් සන්නායකතාවයෙහි විශාලත්වය සන්නායකයක සහ පරිවාරකයක එම අගයයන් අතර පිහිටන්නාවූ ද්‍රව්‍යයකි. මෙයින් ගම්‍ය වන්නේ, දළ වශයෙන් සෙන්ටිමීටරයට සීමන්ස් 103 සිට10−8දක්වා පරාසයක සන්නායකතාවයකි. රේඩියෝ තාක්ෂණය, පරිගණක, දුරකතන, සහ වෙනත් බොහෝ ආකාර උපාංගයන්ගෙන් සමන්විත නූතන ඉලෙක්ට්‍රොනික විද්‍යාවෙහි පදනම සපයන්නේ අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යයන් වලිනි. මෙවැනි උපාංග අතර ට්‍රාන්සිස්ටරය, සූර්ය කෝෂ, ප්‍රකාශ-විමෝචක ඩයෝඩද ඇතුළු බොහෝ ආකාරයෙහි ඩයෝඩ, සිලිකන් පාලිත සෘජුකරක, සහ සංඛ්‍යාංක (ඩිජිටල්), ප්‍රතිසම (ඇනලොග්) අනුකලිත පරිපථයන්ද වෙති. ලෝහමය සන්නායකයක, ධාරාව රැගෙන යන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන ගලනය මගිනි. අර්ධ සන්නාකයන් හිදී, ධාරාව ගලන්නේ එක්කෝ ඉලෙක්ට්‍රෝනයන්හී ගලනය අනුසාරයෙන් යැයි හෝ ද්‍රව්‍යයෙහි ඉලෙක්ට්‍රෝන වින්‍යාසයෙහි පවතින ධන ආරෝපිත "කුහරයන්හී" ගලනය අනුසාරයෙන් යැයි හෝ බොහෝවිට අර්ථකථනය කරනු ලැබේ. කෙසේවෙතත්, සත්‍යවශයෙන්ම, මෙම අවස්ථා දෙකෙහිදීම සිදුවන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන චලනය පමණකි.
පොදු භාවිතයෙහි ඇති සන්නායක ද්‍රව්‍යයන් ස්ඵටිකරූපී ඝනයන් වන නමුත් අස්ඵටික හා ද්‍රව සන්නායකයන් ද වාර්තා වෙයි. මේවා අතර, හයිඩ්‍රජනීකෘත අස්ඵටික සිලිකන් සහ විවිධ අනුපාතයන්ගෙන් මිශ්‍ර කල ආසනික්, සෙලිනියම් සහ ටෙලුරියම් ද ඇත.
අර්ධ සන්නායක උපාංග, අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යවලින් සෑදූ ඉලෙක්ට්‍රෝනික උපාංග, නූතන විද්‍යුත් උපකරණවලදී අත්‍යවශ්‍ය වේ. උදාහරණ පරාසය පරිගණකයෙන් ජංගම දුරකථනයට හා සංඛ්‍යාංක ශ්‍රව්‍ය ධාවක දක්වා වේ. වාණිජව බොහෝ අර්ධ සන්නායක නිපදවීමට සිලිකන් යොදා ගන්නා නමුත් අනෙකුත් ද්‍රව්‍ය විශාල ප්‍රමාණ ද යොදා ගනී.
දළ විශ්ලේෂණය[සංස්කරණය]
අර්ධ සන්නායක පරිවාරකවලට වඩාත් සමාන වේ. මෙම ඝන ද්‍රව්‍ය කාණ්ඩ දෙක මූලිකවම එකිනෙකට වෙනස් වන්නේ පරිවාරකවලට වඩා විශාල කලාප අන්තර එනම්, පරමාණුවෙන් පරමාණුවට චලනය විය හැකි සේ ඉලෙක්ට්‍රෝන නිදහස් වීමට අවශ්‍ය ශක්තියක් පැවතීමයි. කාමර උෂ්ණත්වයේ ඇති අර්ධ සන්නායකවලදී පරිවාරකවලදී මෙන්ම ඉලෙක්ට්‍රෝන ඉතා කුඩා ප්‍රමාණයක් සංයුජතා කලාපයේ සිට සන්නායක කලාපයට වූ කලාප අන්තරය මාරු වීමට අවශ්‍ය තාප ශක්තිය ලබා ගනී. මෙම කලාප මාරු වීම විද්‍යුත් සන්නායකතාව අවශ්‍යතාවකි. මේ හේතුව නිසා විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක සහභාගීත්වය රහිතව ඇති සංශුද්ධ අර්ධ සන්නායක හා පරිවාරක දළව එකම ප්‍රතිරෝධකතාවක් දක්වයි. කෙසේ නමුත් අර්ධ සන්නායකවල කුඩා කලාප අන්තර උෂ්ණත්වය හැරුණු කොට අනෙකුත් ක්‍රමවලට ඒවායේ විද්‍යුත් ගුණ පාලනයට ඉඩ ලබා දේ.
අර්ධ සන්නායකවල නිසඟ විද්‍යුත් ගුණ මාත්‍රණය ලෙස හඳුන්වන ක්‍රියාවලියක් මඟින් අශුද්ධතා හඳුන්වාදීමෙන් ස්ථිර ලෙසට වෙනස් කළ හැකිය. සාමාන්‍යයෙන් එක් එක් අශුද්ධ පරමාණුව නිදහසේ චලනය විය හැකි ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් හෝ කුහරයක් (පසුව සාකච්ඡා වන සංකල්පයකි) දායක කරනවා යැයි අනුමාන කිරීම සාධාරණය. අශුද්ධ මාත්‍රක ඇති තරම් විශාල ප්‍රමාණයක් එකතු කිරීමෙන් අර්ධ සන්නායක ලෝහ මෙන්ම හොඳින් විද්‍යුත්ය සන්නයනය කරනු ඇත. අශුද්ධ වර්ගය මත පදනම්ව අර්ධ සන්නායකයක මාත්‍රිත ප්‍රදේශයෙහි වඩා වැඩි ඉලෙක්ට්‍රෝන හෝ කුහර තිබිය හැකි අතර පිළිවෙලින් N වර්ගයේ හෝ P වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක ලෙස ඒවා හඳුන්වනු ලැබේ. N වර්ගයේ හා P වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක ප්‍රදේශ අතර සන්ධි විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර ඇති කරන අතර එමඟින් ඒවායෙන් ඉවතට ඉලෙක්ට්‍රෝන හා කුහර චලනය වීම සිදුවේ. එම ආචරණය අර්ධ සන්නායක උපකරණවල ක්‍රියාත්මක වීම අවදානම් සහගත වේ. තවද, අශුද්ධ ද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණය නිසා ඇති වන ඝනත්ව වෙනස ප්‍රදේශයේ කුඩා විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් තනන අතර එය තුලනය නොවූ ඉලෙක්ට්‍රෝන හා කුහර ත්වරණයට යොදා ගනී.
මාත්‍රණය හරහා ස්ථිර වෙනස් කිරීම්වලට අමතරව විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් යෙදීම මඟින් ද අර්ධ සන්නායකවල ප්‍රතිරෝධය සාමාන්‍යයෙන් තාවකාලිකව වෙනස් කළ හැකිය. විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් යෙදීම මඟින් අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යවල සන්නායකතාව/ ප්‍රතිරෝධතාව ගතිකව පාලනය කිරීමේ හැකියාව ඒවා ප්‍රයෝජනවත් වීමට බලපා ඇත. එය ට්‍රාන්සිස්ටර, ඩයෝඩ වැනි පුළුල් පරාසයකින් යුත් අර්ධ සන්නායක උපකරණවල දියුණු වීමට හේතු වී ඇත. ට්‍රාන්සිස්ටර වැනි ගතිකව පාලිත සන්නායකතා ඇති අර්ධ සන්නායක උපකරණ මයික්‍රොප්‍රොසෙසර් වැනි සංගෘහිත පරිපථ උපකරණවල නිපැයුමට හේතු වී ඇත. මෙම ක්‍රියාකාරී අර්ධ සන්නායක උපකරණ (ට්‍රාන්සිස්ටර්),ධාරිත්‍රක හා ප්‍රතිරෝධක වැනි අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යවලින් තැනූ අක්‍රීය උපාංග සමඟ සම්බන්ධ කිරීමෙන් සම්පූර්ණ ඉලෙක්ට්‍රෝනික පරිපථ ලැබේ.
බොහෝ අර්ධ සන්නායකවල, සන්නායක කලාපයේ සිට සංයුජතා කලාපයට කලාප (කපොලට ඉහළ හා පහළ ඇති ශක්ති මට්ටම්) ඉලෙක්ට්‍රෝන වැටීමේදී මුක්ත වන ශක්තිය බොහෝවිට ආලෝකය ලෙස විමෝචනය වේ. මෙම ප්‍රකාශ විමෝචනය ආලෝක විමෝචක ඩයෝඩ (LED), අර්ධ සන්නායක ලේසර්වල ක්‍රියාවලිය සඳහා යොදා ගැනෙන LED හා ලේසර් වාණිජ්‍යව ඉතා වැදගත් වේ. විලෝමීයව, ප්‍රකාශ ආවරකවලදී අර්ධ සන්නායක මගින් ආලෝක අවශෝෂණය කර ගැනීම සංයුජතා කලාපයේ සිට ඉහළ ශක්ති සන්නායක කලාපවලට ඉලෙක්ට්‍රෝන චලිත කිරීමට පොළඹවයි. මෙමගින් ආලෝකය අනාවරණය කරන අතර එහි තීව්‍රතාවයේ වෙනස් වීම් ද අනාවරණය කරගත හැකිය. මෙය ප්‍රකාශ තන්තු මඟින් සන්නිවේදනය සඳහා ප්‍රයෝජනවත් වන අතර සූර්ය කෝෂවලින් ශක්තිය සැපයීමේ පදනම වේ.
සිලිකන් හා ජර්මේනියම් වැනි මූලද්‍රව්‍ය හෝ ගැලියම් ආසනයිඩ් හා බන්ඩියම් පොස්පයිඩ් වැනි සංයෝග හෝ සිලිකන් ජර්මේනියම් හෝ ඇළුමිනියම්, ගැලීයම්, ආසනයිට් වැනි මිශ්‍ර ලෝහ හෝ අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය ලෙස යොදා ගනී.
