PDA

View Full Version : Semiconductor materials ,Device and PN-Junction



htetlinnaung
02-06-2010, 12:18 AM
ကြ်န္ေတာ္ အီလတ္ထေရာနစ္(Electronic ) အေၾကာငး္ တခုခုေရးဖို ့စဥ္းစားမိေတာ့ ဘာေရးရမွန္းမသိဘူးဗ်။ သိတာေတြမ်ားလို ့ေတာ့မဟုတ္ဘူး ။ ဘာမွ မသိေသးလုိ ့ပါ။ဘာဘဲစစ အေျခခံကစ ဆိုသလိုေပါ ့။ Electronic ဆိုတဲ ့စကားလံုးဟာ electron နဲ ့ mechanic ဆိုတဲ ့စကားလံုး ၂ ခုကိုေပါင္းထားလို ့ စာအုပ္တစ္ခုမွာ ဖတ္ဖူးပါတယ္။ ဆိုလိုတာက အီလတ္ထေရာနစ္ ဟာ အီလတ္ထရြန္ေတြရဲ ့ Mechanic ဆိုင္ရာေတြကို ေလ ့လာျပီး အသံုးခ်တဲ ့ပညာျဖစ္ပါတယ္။
ကြ်န္ေတာ္ ေဆြးေႏြးခ်င္တာက တပိုင္းလွ်ပ္ကူး မတ္တီးရီးရယ္ (semiconductor materials) အေၾကာငး္ နဲ ့ PN-Junction အေၾကာင္း သိသေလာက္ေပါ ့ဗ်ာ။ သိျပီးသူေတြကို မရည္ရြယ္ပါဘူး ။ အခုမွ စတင္ျပီး အီလတ္ထေရာနစ္ကို စေလ ့လာမဲ ့သူေတြ ဖတ္မိရင္ နည္းနည္းျဖစ္ျဖစ္ အေထာက္အကူ ရေအာင္လို ့ပါ ။ ကြ်န္ေတာ္လည္း စာဖတ္ရင္း မွ်ေ၀တာေပါ ့။ကဲ ပြားေနတာ မ်ားသြားျပီ။ စလိုက္ ၾကရေအာင္။

ကြ်န္ေတာ္တို ့ materials ေတြကို အၾကမ္းအားျဖင့္ ခြဲျခားမယ္ဆိုရင္
၁။ conductor (လွ်ပ္ကူး)
၂။ insulator (လွ်ပ္ကာ)
၃။semiconductors( တပိုင္းလွ်ပ္ကူး) ဆိုျပီးခြဲလို ့ရပါတယ္။

Conductor ဆိုတာက သူ ့ရဲ ့အစြန္းနွစ္ဖတ္ကို ကန္ ့သတ္ထားတဲ ့ဗို ့ တခုခုေပးလိုက္ရင္ သူ ့ကုိျဖတ္ျပီး charge စီးဆင္းမွုကို ေကာင္းေကာင္း အေထာက္အပ႔ံေပးနိုင္တဲ ့material ေတြကို ဆိုလိုတာေပါ ့။ အမ်ားဆံုးေတြနိုင္တာကေတာ ့copper(ေၾကး) နွင္ ့ alluminium (အလူမီနီယမ္)တို ့ေပါ ့။
Insulator ကေတာ့ conductor နဲ ့ဆန္ ့က်င္ဘက္ေပါ့။ charge လံုး၀ မစီးတာေတာ့မဟုတ္ဘူး ။အရမ္းနည္းတာလို ့ေျပာရမလားဘဲ။ Rubber(ရာဘာ) glass(ဖန္)တို ့ေပါ ့။
Semiconductors ေတြကေတာ့ သူတို ့ ၂ မ်ိဳးလံုးရဲ ့ၾကားထဲမွာ ၇ွိတယ္ ဗ်။ လူတိုင္းသိျပီးျဖစ္တဲ ့ germanium ,Ge(ဂ်ာေမနီယမ္) silicon, Si(ဆီလီကြန္)တို ့ေပါ ့။ယခုေခတ္မွာ သံုးလာတဲ ့ေနာက္တစ္ခုကေတာ့Gallium Arsenide(GaAs) တုိ ့ျဖစ္ပါတယ္။

Semiconductors ေတြမွာ အေရးပါတဲ ့ဂုဏ္သတၱိတစ္ခု ရွိတယ္ဗ်။ တျခား (specific materials) တခုခဳ နဲ့ သူတို့ကိုေပါင္းလိုက္ျခင္းအားျဖင့္ သူတို ့ရ ဲ ့လွ်ပ္စစ္စီးနိုင္မွု(conductivity) ကို ေျပာင္းလဲလို ့ထိနး္ခ်ဳပ္လို ့ရတာပါဘဲ။

ဒီေနရာမွာ ကြ်န္ေတာ္တို ့သင္ဖူးျပီးခဲ ့တဲ ့အက္တမ္(atom) အေၾကာငး္ နဲနဲ ျပန္စဥ္းစားၾကည္ ့ရေအာင္။ ကြ်န္ေတာ္တို ့အားလံုးသိျပီး ျဖစ္တဲ့အတိုငး္ မတၱာ(matter) ေတြ ရဲ ့အေျခခံ အက်ဆံုး က အက္တမ္ပါဘဲ ။ အက္တမ္ရဲ ့ ဖြဲ ့စည္းပံုကို ၾကည္ ့မယ္ဆုိရင္ အလယ္ဗဟုိ(nucleus) နဲ ့ သူကို ့ဘဲဥပံု လမ္းေၾကာငး္မ်ားအတိုင္းပတ္ေနတဲ ့electrons(အီလတ္ထရြန္)ေတြရွိပါ ့မယ္။ nuclei ကိုမွ protons( ပရိုတြန္) နဲ neutron (ျႏဴထရြန္) ေတြနဲ ့ထပ္ဖြဲ ့စည္းထား
တာ ေတြ ့ရမွာပါ။ ပရိုတြန္ရဲ ့အေလးခ်ိန္နဲ ့ ျႏဴထရြန္ရဲ ့အေလးခ်ိန္က အတူတူနီးပါး ရွိပါတယ္။ဒါေပမဲ ့ ပရိုတြန္က (positive charge)လွ်ပ္စစ္ အဖိုဓါတ္ေဆာင္ျပီး ျႏဴထရြန္ကေတာ့ (electrically neutral) လွ်ပ္စစ္ဓါတ္မရွိပါဘူး။ အီလတ္ထရြန္မွာကေတာ့ လွ်ပ္စစ္ အမဓါတ္(nagative charge) ေဆာင္ပါတယ္။အီလတ္ထရြန္နဲ ့ပရိုတြန္မွာ ပိုင္ဆိုင္တဲ ့ charge ပမာဏက တူပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့သာမန္ ပံုမွန္အခ်ိန္မွာ အက္တမ္တစ္လံုးဟာ electrically neutral ျဖစ္ေနပါတယ္။ ဆိုလိုတာက ပံုမွန္အေျခအေနတခုမွာ အက္တမ္တလံုးမွာပါ၀င္တဲ ့ အီလတ္ထရြန္ နဲ ့ ျႏဴကလိယမွာ ပါ၀င္တဲ ့ ပရိုတြန္ အေရအတြက္က တူညီပါတယ္။ေအာက္မွာ အမ္တမ္တစ္လံုးရဲ ့ရိုးရွင္းတဲ ့ဖြဲ ့စည္းပံုကိုေတြ ့နိုင္ပါတယ္။

http://img199.imageshack.us/img199/1958/25201070412pm.png

မည္သည္ ့ materials ေတြရဲ ့အမ္တမ္ေတြမွာပါ၀င္တဲ ့အီလတ္ထရြန္ေတြ ၊ ပရိုတြန္ေတြကျခားနားမွူမရွိပါဘူး။ ဒါေပမဲ ့ဘာလို့ materials ့မွာ မတူညီတဲ ့ျပ ုမူမွူေတြရွိေနရတာလဲဆိုေတာ ့
အားလံုးသိျပီးျဖစ္တဲ ့အတိုင္း သူတို့မွာ ပါ၀င္တဲ ့အီလတ္ထရြန္ ၊ပရိုတြန္ ၊ ျႏဴထရြန္ေတြ အေရအတြက္ေတြမတူသလို သူတို ့ရဲ ့အစီအစဥ္ျဖစ္မွူ(arrangement)ေတြကလညး္ မတူၾကလို့ပါဘဲ။
ဓါတုေဗဒမွာ လည္း ကြ်န္ေတာ္တို ့အေျခခံ သင္ယူျပိးၾကလို ့ ျပန္လည္ ျမင္ေယာင္မိမယ္ထင္ပါတယ္။ ကြ်န္ေတာ္တို ့ element ေတြကို periodic table မွာ atomic number ေတြနဲ ့ group ေတြ ဖြဲ ့ျပီး ေလ ့လာ ခဲ ့ၾကတာ မွတ္မိမွာပါ။
အက္တမ္တလံုးရဲ ့ ပရုိတြန္အေရအတြက္ ( ျႏ ဴထရယ္ အမ္တမ္တလံုးရဲ ့ အီလတ္ထရြန္အေရအတြက္) ကို အမ္တမ္နံပါတ္( atomic number) အျဖစ္ သတ္မွတ္ပါတယ္။
ဒီေနရာမွာ ကြ်န္ေတာ္တို ့ စိတ္၀င္စားစရာ ေကာင္းတာက အီလတ္ထရြန္ေတြက ပတ္လမ္းတခုထဲမွာ အကုန္ပတ္ေနတာ မဟုတ္ဘဲ သူရဲ ့သတ္မွတ္လမ္းေၾကာငး္မွာ တိက်တဲ ့အီလတ္ထရြန္
အေရအတြက္ တုိင္း ပတ္ေနတာဘဲျဖစ္ပါတယ္။ ပတ္လမ္းတခုမွာ ၇ွိေနမဲ ့အီလတ္ထရြန္အေရအတြက္ ကို အားလံုးသိျပီးျဖစ္တဲ ့ 2n^2 (two to the power N square) နဲ ့ေယဘုယ်တြက္နိုင္ပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ N က ပတ္လမ္းနံပါတ္ျဖစ္ပါတယ္။ဒီေနရာမွာ ျခြင္းခ်က္တခု ၇ွိတာက အျပင္ဘက္ဆံုး လမ္းေၾကာငး္မွာ အီလတ္ထရြန္ ၈ လံုးထက္ပိုလိုမရျခင္းပါ။ အဲလိုအျပင္ဘက္ဆံုးမွာ ပတ္ေနတဲ ့ အီလတ္ထရြန္ေတြကို
valence electrons ေတြ လို ့ေခၚပါတယ္။ အတြင္းပတ္လမ္းေတြမွာ ၇ွိေနတဲ ့အီလတ္ထရြန္ေတြက သာမန္အားျဖင္ ့ အမ္တမ္ကေန မထြက္ခြာၾကပါဘူး။ သူတို့က ျႏဴကလိယပ္စ္ကို သြားျပီး ခ်ည္ေနွာင္ေနၾကလို ့ပါဘဲ ။ ဒါေၾကာင္ ့သူတုိ ့ကို bound electrons ေတြလို ့ ေခၚပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ အားလံုး ရင္းႏွးိေနတာက free electrons ေတြပါ။ သူတို ့က အျပင္ဆံုးလမ္းေၾကာင္းမွာပတ္ေနရငး္ အက္တမ္တလံုးကေန ေနာက္တလံုးကို ပရမ္းပတာ အစီအစဥ္မဲ ့(randomly) ေရြ ့ေနၾကပါတယ္။ ျပီးရင္ ဆက္ပါ မယ္ ။ :)

htetlinnaung
02-06-2010, 04:34 AM
ကဲဆက္ျပီး ေဆြးေႏြးပါ ့မယ္။ ေနာက္တခု ဒီေနရာမွာ ဆက္ျပီး သိရမဲ ့အေၾကာင္းကေတာ့ electron energy အေၾကာင္းပါဘဲ။ ကြ်န္ေတာ္တို ့အက္တမ္တစ္လံုးကို isolated လုပ္ၾကည္ ့တဲ ့အခါမွာ
သူမွာ ့ျဖစ္နိုင္တဲ ့ပတ္လမ္းအေရအတြက္ပံုစံ တခုထဲဘဲ ရွိပါတယ္ ။ အဲဒီပတ္လမ္းေတြက အီလတ္ထရြန္ေတြ အတြက္ energy level ေတြကို ကိုယ္စားျပ ုေပးပါတယ္။ အီလတ္ထရြန္
ေတြရဲ ့စြမ္းအင္ (energy) ကို electron volt ,eV) နဲ ့ေဖာ္ျပပါတယ္။ ဘယ္အက္တမ္မွာမဆို အီလတ္ထရြန္တလံုးဟာ ျႏဴကလိယနဲ ့ေ၀းေလ သူရဲ ့ စြမး္အင္ မ်ားေလပါဘဲ။ ျႏဴကလိယနားမွာ ကပ္ေနတဲ ့အီလတ္ထရြန္က စြမ္းအင္နဲျပီး သူ ့ကို ပတ္လမ္းကေန ထြက္ေအာင္လုပ္ဖုိ ့မလြယ္ပါဘူး။ ဒါေၾကာင့္အျပင္ဘက္ဆံုးမွာ ပတ္ေနတဲ ့valence electrons ေတြ က စြမ္းအင္ပိုမ်ားျပီး သူတို ့ကို ပတ္လမ္းကေန ထြက္ေအာင္လုပ္ဖို ့ပိုလြယ္ပါတယ္။ ကြ်န္ေတာ္တုိ ့သိၾကတဲ ့အတိုင္းဘဲ အပူ(heat) အလင္း (light) အျခား radiation တခုခုနဲ ့ အက္တမ္တလံုးကို သက္ေရာက္မွူေပးလိုက္တဲ ့အခါမွာ အီလတ္ထရြန္ေတြရဲ ့စြမ္းအင္က ပိုမ်ားလာပါတယ္။ ဆိုလိုတာက ပတ္လမ္းေတြပိုၾကီးလာပါတယ္။ အဲဒီအေျခအေနကို excited လုိ ့ေခၚပါတယ္။
ဒါေပမဲ့ အဲဒီအေျခေနဟာ အၾကာၾကီး မတည္ရွိနိုင္ပါဘူး ။ ျပီးရင္ သူရဲ ့မူလ စြမ္းအင္ အေျခအေန ကို ျပန္ေရာက္သြားပါတယ္။ အဲလို excited ျဖစ္ေနစဥ္မွာ အီလတ္ထရြန္ေတြက စြမ္းအင္ (energy ) ကို အပူ ၊ အလင္း အျခား ျဖာထြတ္မွူ
(radiation) အျဖစ္အေနနဲ ့ ထုတ္ေပးပါတယ္။ျမင္သာေအာင္ ေအာက္က ပံဳေတြမွာၾကည္ ့ပါ။

http://img13.imageshack.us/img13/5955/25201091356pm.png

http://img40.imageshack.us/img40/4449/262010123030am.png

http://img407.imageshack.us/img407/1904/262010122905am.png

Electron volt ရဲ ့ အဂၤလိပ္လို တိုက္ရုိက္အဓိပၸါယ္ ကို ေအာက္မွာေရးေပးလိုက္ပါတယ္။

Electron volt (eV) is defined as the amount of energy required to move one electron through a potential difference of one volt . ဆိုလိုတာကေတာ့ ပြန္တည္ရွယ္ ျခားနားခ်က္ တစ္ဗို ့နဲ ့ အီလတ္ထရြန္တစ္လံုးကို
ေရြ ့သြားဖို ့ လိုအပ္တဲ ့စြမ္းအင္ ပမာဏ ကို ၁ အီလတ္ထရြန္ဗို ့လို ့သတ္မွတ္တာပါ။ ဆက္ပါဦးမယ္ ။ :)

William Paul
02-07-2010, 09:20 AM
ကို htetlinnaung ေရ...
အရမ္းေကာင္းပါတယ္ဗ်ာ... ဆက္ေဆြးေႏြးပါဦး.... ဒါကအေျခခံလုိ႔ဆုိေပမယ့္ အေရးလည္းႀကီးပါတယ္....
ပုိၿပီးရႈပ္ေထြးတဲ့ အဆင့္ျမင့္တဲ့ နည္းပညာေတြကို ေလ့လာတဲ့အခါမွာ ဒီအေျခခံက ပိုအေရးႀကီးပါတယ္...
အေျခခံမပိုင္ႏုိင္ရင္ ေရွ႕ဆက္လို႔လည္းမရ ေနာက္ဆုတ္လုိ႔လည္းမရနဲ႔ ေတာ္ေတာ္ ဒုကၡမ်ားပါတယ္...
တစ္ခ်ိဳ႕အရာေတြဆုိ ကၽြန္ေတာ္တုိ႔ သိၿပီးသားေတြျဖစ္တယ္... အဲ့လုိသိၿပီးသားျဖစ္လုိ႔ ထပ္မေလ့လာျဖစ္ၾကဘူး...
တကယ္ေတာ့ သိၿပီးသားေတြဆုိေပမဲ့လည္း ေသေသခ်ာခ်ာမသိေသးတာေတြ အမ်ားႀကီးရွိပါတယ္...
ဒါေၾကာင့္လည္း ေက်ာင္းေတြမွာ သီအုိရီေတြ၊ အေျခခံ concept ေတြကို အဓိကထားၿပီးသင္ေပးခဲ့တာေပါ့...
တကယ့္လက္ေတြ႕နယ္ပယ္မွာ အခက္အခဲေတြ႕ရင္လည္း အေျခခံက စၿပီးစဥ္းစားရပါတယ္....
:4: :4: အားလံုးသိၿပီးသားကို ဆရာဝင္လုပ္တာေတာ့မဟုတ္ပါဘူး....
ဒီလိုေဆြးေႏြးခ်က္မ်ိဳးရဲ့ အေရးႀကီးပံုကို ဝင္ေထာက္ခံတာပါ ;D
ဆက္လုပ္ သူငယ္ခ်င္း... အားေပးေနတယ္....

htetlinnaung
02-07-2010, 06:08 PM
ဒီေန ့ဆက္ျပီးေဆြးေႏြးပါ ့မယ္ ။ ေနာက္ထပ္ ဆက္ျပီး ကြ်န္ေတာ္တို ့ေလ ့လာစရာရွိတာက energy bands ေတြပါ။ ခုနက ကြ်န္ေတာ္တုိ ့အက္တမ္တစ္လံုးကို isolated condition မွာ စဥ္းစားခဲ ့တာျဖစ္ပါတယ္။
တကယ္ေတာ့ solid တခုျဖစ္ဖို ့ အတြက္ အက္တမ္ေတြက အတူတကြ တခုနဲ ့တခု bonds ေတြနဲ ့ ခ်ည္ေနွာင္ထားၾကတာျဖစ္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့ solid တခု အတြင္းမွာ ရွိေနတဲ ့
အီလတ္ထရြန္တလံုးရဲ ့ orbit or shell လမ္ေၾကာင္း ဟာ သူကိုယ္ပိုင္ အမ္တမ္ထဲမွာ ရွိေနတဲ ့charge နဲ ့nuclei တို၏ သက္ေရာက္မွူကိုသာမက အျခား solid ထဲမွာ ကရွိေနတဲ ့
atoms တိုင္းရဲ ့သက္ေရာက္မွူကိုခံစားရပါတယ္။ အက္တမ္တစ္လံုးနဲ ့တစ္လံုး ကုိ နီးနီးနားနားကပ္ျပီးထားၾကည္ ့တဲ ့အခါမွာ အီလတ္ထရြန္ေတြဟာ အက္တမ္တစ္လံုးနဲ ့တစ္လံုးရဲ ့သက္ေရာက္မွူကို ခံရပါတယ္။အဲဒီအေျခေနေအာက္မွာ စြမ္းအင္လယ္ဗယ္(energy level)ေတြကို energy bands ေတြ အျဖစ္ ခြဲထုတ္နိုင္ပါတယ္။ မည္သည္ ့ materials မွာမဆို electrons ေတြ ရွိနိုင္တဲ ့energy band ၂ခုရွိပါတယ္။ Valence band နဲ ့conduction band ပါ။ သူတို ့ ၂ ခုရဲ ့ၾကားကို energy gap တခုနဲ ့ျခားထားပါတယ္။ Forbidden gap လို ့ေခၚပါတယ္။ အဲဒီမွာ
အီလတ္ထရြန္လံုး၀ မရွိပါဘူး။
ကြ်န္ေတာ္တို ့ အီလတ္ထေရာနစ္မွာ transistors ေတြလုပ္ဖို ့ Silicon material ကို ေတာ္ေတ္မ်ားမ်ားသံုးပါတယ္။ ဒါေၾကာင့္ ဆီလီကြန္ကို ဥပမာအေနနဲ ့ၾကည့္ၾကည့္ရေအာင္။စီလီကြန္ရဲ ့ အက္တမ္နံပါတ္(atomic number ) က ၁၄ ျဖစ္ပါတယ္။ စီလီကြန္ရဲ ့ အက္တမ္တလံုးခ်င္းစီရဲ ့အျပင္ဘက္ဆံုးလမ္းေၾကာင္း( ၃ေၾကာင္းေျမာက္) မွာအီလတ္ထရြန္ ၄ လံုးစီရွိပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့တတိယေျမာက္ band က valence band ျဖစ္ပါတယ္။ ရွင္းသြားေအာင္ ေအာက္က ပံုေတြမွာ ၾကည ့္ပါ။ ပထမဆံုး ပံုကေတာ့ စီလီကြန္ အက္တမ္ ကို တစ္လံုးတည္း isolated လုပ္ျပီး ျမင္ရတဲ ့ ရုိးရွင္းတဲ့ပံုပါ။
http://img519.imageshack.us/img519/4086/25201062930pm.png

ေအာက္က ပံုမွာေတာ့ silicon crystal တစ္လံုး နဲ ့ silicon solid တစ္ခုမွာ အမ္တမ္တစ္လံုးနဲ ့တစ္လံုး valence electrons ၄ လံုးကို ရွယ္ျပီး တည္ရွိေနတာ ကိုေတြ ့ရမွာပါ။ အဲဒီမွာ အက္တမ္တစ္လံုးကေန တစ္လံုးကို သက္ေရာက္မွူေတြရွိေနပါတယ္။
http://img693.imageshack.us/img693/7351/26201013141am.png
အခု စီလီကြန္ရဲ ့ energy band ပံုကို ေအာက္မွာၾကည္ ့ပါ။
http://img682.imageshack.us/img682/1073/25201065321pm.png

ပံုအရ ၾကည္ ့မယ္ဆိုရင္ valence band ရဲ ့အထက္မွာ conduction band ကိုေတြ ့ရမွာျဖစ္ပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ ေတြ ့ရမွာက isolated silicon atom တစ္လံုးရဲ ့တတိယေျမာက္လမ္းေၾကာင္းမွာ အျပည့္အ၀ မျဖည့္ထားေပမဲ ့( ၄ လံုးဘဲရွိ ၊အမ်ားဆံုး ၈လံုးအထိ ေနရာခ်နိုင္) solid silicon တခုရဲ ့valence band(3rd band) မွာ အျပည့္ အ၀ျဖည့္ထားပါတယ္( ၈လံုးရွိတယ္)။ဆိုလိုတာက solid silicon ထဲမွာ အက္တမ္တိုင္းကိုယ္စီနဲ ့
သူရဲ ့ေဘးပတ္လည္ ကပ္ရပ္ ၄ လံုးမွာ အီလတ္ထရြန္တလံုးကို share ျပီး သံုးပါတယ္။ အလယ္မွာရွိေနတဲ ့အက္တမ္ရဲ ့ အီလတ္ထရြန္တလံုးစီကို ရွယ္ထားတာပါ။အဲလိုနည္းနဲ ့ valence band ကိုအျပည္ ့အ၀ ျဖည္ ့ထားပါတယ္။ အဲလို အျပည့္ျဖည္ ့ထားတဲ ့ band ထဲမွာ အီလတ္ထရြန္ေတြက ေရြ ့စရာေနရာမရွိတဲ ့အတြက္ electric current ကို contribute မလုပ္နိုင္ပါဘူး။ ဒီေနရာမွာ valence band နဲ ့conduction band ၾကားမွာ energy gap Eg ရွိပါတယ္။
စီလီကြန္ထဲကို စြမ္းအင္(energy) တခုခု ေပါင္းေပးျခင္းအားျဖင္ ့ အီလတ္ထရြန္တလံုးကို valence band ကေန conduction band ကို ေရာက္ေအာင္ လုပ္နိုင္ပါတယ္။အဲဒီ energy က energy gap Eg ထက္မ်ားဖို ့လိုပါတယ္။ ဘာလို ့လည္းဆိုေတာ့ အဲဒီ energy ႕က Eg ထက္နညး္ေနလို ့ရွိရင္ စီလီကြန္က သူ ့ကို လက္ခံဖို ့ ၾကားထဲမွာအီလတ္ထရြန္ကို မတင္ဖို ့ေနရာ band မရွိလို ့ပါဘူး။ ဒါေၾကာင္ ့ conduction band နဲ ့valence band ၾကားကို forbidden energy gap လို ့ေခၚတာျဖစ္ပါတယ္။ ( For silicon Eg = 1.12eV , for germanium Eg = 0.72 eV, for gallium aresenide Eg =1.41eV) ျဖစ္ပါတယ္။ တကယ္ေတာ့ conduction band ထဲမွာရွိေနတဲ ့ အီလတ္ထရြန္ ေတြက ျႏဴကလိယရဲ ့စြဲအားကေန လြတ္ေနပါတယ္။ျပီးေတာ့ အဲဒ ီအီလတ္ထရြန္ေတြကို ဘယ္ အက္တမ္ကမွ မပိုင္ဆုိင္ပါဘူး ။သူတို ့က solid တေလွ်ာက္ randomly ေရြ ့လ်ားေနၾကတာပါ ။ဒါေၾကာင္ ့လညး္ free electrons ေတြလို ့ေခၚတာေပါ ့။
ဒီေနရာ အေရးၾကီးတဲ ့အခ်က္တခု ရွိပါတယ္။ အခု ကြ်န္ေတာ္တို ့ေျပာေနတဲ ့ energy band ေတြဟာ အီလတ္ထရြန္ေတြရဲ ့energy level ေတြကို ေဖာ္ျပဖို ့သံုးတဲ ့ graphical representation မွ်သာျဖစ္ပါတယ္။ နားလည္ထားရမွာက ေတာ့ valence band ထဲမွာရွိေနတဲ ့အီလတ္ထရြန္ေတြက အက္တမ္တလံုး၏ ျႏဴကလိယရဲ ့ပတ္လမ္းေတြမွာ တည္ရွိေနျပီးေတာ့ conduction band ထဲက အီလတ္ထရြန္ေတြကေတာ့ အဲဒီ အက္တမ္ေတြရဲ ့ၾကားမွာ ေရြ ့လ်ား(drift) ေနၾကတာျဖစ္တယ္ဆိုတာပါဘဲ။ မ်က္လံုးထဲမွာ ျမင္ေယာင္မိမယ္ထင္ပါတယ္။


အခု energy band ေတြနဲ ့ပတ္သက္ျပီး ပိုျပီးနားလည္ ရွင္းသြားေအာင္ ကြ်န္ေတာ္တို ့ metals(conductors) ေတြ insulators ေတြ ၊ semiconductors ေတြကိုယွဥ္ျပီး ေလ ့လာၾကည့္ပါ ့မယ္။
ေအက္က ပံုကို ၾကည့္ပါ။
http://img138.imageshack.us/img138/599/25201070119pm.png

္ ့material တခုက သူမွာ ေရြ ့လ်ားနိုင္တဲ ့charges ေတြမ်ားေလ electricity ကိုပုိျပီး ေကာင္းေကာင္းစီးေစနိုင္ပါတယ္။ ျပင္ပကေန field တခုခု ေပးလိုက္လို ့ရွိရင္ အဲဒီ free electrons ေတြက charge ေတြကို သယ္သြားေပးနုိင္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့သူတို ့ဟာ charrge carrier ေတြအျဖစ္ အလုပ္လုပ္ၾကပါတယ္။
အခု copper တို ့ silver တို့မွာ သာမန္ အခန္း အပူခ်ိန္မွာတင္ free electrons ေတြအမ်ားအျပားရွိပါတယ္။ ပံုအရလညး္ သူမွာ forbidden gap မရွိပါဘူး ဒါေၾကာင္ ့သူတို ့ဟာ သာမန္အေျခအေနမွာ ျပင္ပကေန သက္ေရာက္မွူတခုခု မေပးခင္မွာဘဲ valence electrons ကေန free electrons ျဖစ္ဖို ့လြယ္ကူတာ ျဖစ္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့ သူတုိ ့ဟာ
good comductors ေတြျဖစ္ေနၾကတာပါ။
insulators ေတြမွာၾကေတာ့ forbidden energy gap (5 ev or more) က ၾကီးပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့အီလတ္ထရြန္ေတြက valence band ကေန conduction band ကို ခုန္ကူးဖို ့မလြယ္ပါဘူး။ သူတို ့ကို အပူခ်ိန္ အရမး္ျမင္ ့ေနတဲ ့အခ်ိန္ ၊ဒါမွမဟုတ္ လွ်ပ္စစ္စီးဖို ့ အလြန္အကြ်န္ ဖိအားေပးထားနုိင္တဲ ့အေနအထားမ်ိုဳးမွာသာလွ်င္ အီလတ္ထ၇ြန္က ကခုန္ကူးျပီး လွ်ပ္စစ္စီးနုိင္ပါတယ္။ ဒါကို break-down of the insulator လို ့ေခၚပါတယ္။

semiconductor ေတြမွာက်ေတာ့ gap အရမ္းမက်ယ္ပါဘူး။ သာမန္ အခန္းအပူခ်ိန္(room temperature) ေလာက္မွတင္ အီလတ္ထရြန္ေတြက band တခုကေန တခု ခုန္ကူးဖုိ ့လံုေလာက္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့သူတို ့ဟာ အခန္းအပူခ်ိန္ (room temperature )ရွိတဲ ့အေျခအေနမွာ electrical current အခ်ိဳ ့ကို ့စီးဆင္းေစနုိင္ပါတယ္။ ျပီး မွ semiconductor အေၾကာင္း ဆက္ပါ ့မယ္။
ကို William Paul ကို အားေပးတဲ ့အတြက္ ေက်းဇူးတင္ပါတယ္ ခင္ဗ်ာ။

htetlinnaung
02-07-2010, 11:32 PM
အခု ဆက္ျပီး ေတာ့ semiconductor ၂ ခုထဲက intrinsic semiconductor နဲ ့ပတ္သက္ျပီး စတင္ ေဆြးေႏြးပါ ့မယ္။ ကြ်န္ေတာ္တို ့ ့ semiconductor အၾကာင္း ထပ္ျပီး သြားၾကရေအာင္။

semiconductors ကို ၂ မိ်ဳးထပ္ခြဲလိုက္ပါတယ္။
၁။ intrinsic semiconductors
၂။ extrinsic semiconductors ေပါ ့။

ဒိုင္အုပ္(diode)တို ့ ထရန္စၥတာ (transistor)တို ့ဟာ semiconductor device ေတြျဖစ္တယ္ဆုိတာ အားလံုးသိျပီးသားျဖစ္မွာပါ။ သူတုိ ့ကိုလုပ္ဖို ့ပထမဆံုး အဆင္ ့ကေတာ့ pure semiconductor ျဖစ္ဖို ့
ပါဘဲ ။ pure semiconductor ေတြကို intrinsic semiconductor ေတြလို ့ေခၚပါတယ္။
တကယ္ေတာ့ pure semiconductor ျဖစ္ဖို့ကမလြယ္ပါဘူး။ semiconductor ရ ဲ့ သန္း ၁၀၀ ပံု တစ္ပံုေလာက္ impurity ပါေနလို့ရွိရင္ ေတာင္ သူကို ့ pure လို ့ မသတ္မွတ္နိုင္ေသးပါဘူး။ ဒီေန ့ကမာၻမွာ silicon ကုိ pure ျဖစ္ေအာင္ သန့္နိင္တဲ ့နည္းပညာကို လြယ္လြယ္နဲ ့မရပါဘူး။ကြ်န္ေတာ္လည္း အဲဒီဘက္ေတြကို နားမလည္ပါဘူး ။ semiconductor physic ကို အထူးျပ ုေလ ့လာသူေတြနဲ ့ metallurgy သမားေတြ ပိုျပီး နားလည္ ရွင္းျပနိုင္မယ္လို ့
ထင္ပါတယ္။
ကြ်န္ေတာ္တုိ ေဆြးေႏြးစရာတခု ရွိပါေသးတယ္ ။ အဲဒါကေတာ့ crystal structure of semiconductors ပါ။ စီလီကြန္(Si) ၊ဂ်ာေမနီယမ္(Ge) တို ့လို intrinsic semiconductors
ေတြ မွာ ဆိုရင္ သူတို ့ရဲ ့အက္တမ္ေတြရဲ ့အျပင္ဘက္ဆံုးပတ္လည္းမွာ အီလတ္ထရြန္ ၄ လံုးရွိေနျပီး Valence shell ကို ျဖည့္ ဖို ့အတြက္ ေနာက္ထပ္ အီလတ္ထရြန္ ၄ လံုးလိုေနပါေသးတယ္။
အဲဒါကို ကပ္ရပ္ အက္တမ္ ၄ လံုးကေန အီလတ္ထရြန္ ၁ လံုးစီ ရွယ္ျပီး ျဖည့္ ယူပါတယ္။အဲလို အက္တမ္တစ္လံုးကို အျခား ၄ လံုးနဲ ့၀န္းရံထားျပီး three-dimension pattern နဲ ့ေဖာ္ျပထားတာကို ခရစ္စတယ္(crystal) လို ့ေခၚပါတယ္။
စီလီကြန္ရဲ ့ ခရစ္စတယ္ ကို two-dimension နဲ ျပထာတဲ ့ေအာက္က ပံုကိုၾကည္ ့ပါ။
http://img5.imageshack.us/img5/2183/27201024618pm.png
အဲဒီမွာ core က ျႏဴကလိယပ္စ္နဲ ့ အျခား ပတ္ေနတဲ ့အီလတ္ထရြန္ေတြကို ကိုစားျပ ုပါတယ္။(valence electrons မပါ) ၊core ရဲ ့အျပင္ဘက္မွာေတာ့ valence electrons ၄ ေလးဟာ
ကပ္ရပ္ အက္တမ္ေတြနဲ ့ covalent bond ေတြ တည္ေဆာက္ထားပါတယ္။ covalent bond တစ္ခုမွာ အီလတ္ထရြန္ ၂ လံုးပါေနျပီး အဲဒီ အီလတ္ထရြန္ ၂ လံုးဟာ အက္တမ္ ၂ လံုးကေန
အျပန္အလွန္ ၇ွယ္ထားတာ ေတြ ့ရမွာပါ။ (absolute zero temperature) ပကတိအပူခ်ိန္ သုညမွာ valence electrons ေတြက parent atoms ေတြကို တင္းၾကပ္စြာခ်ည္ေနွာင္ထားပါတယ္။ဒါေၾကာင္ ့ လွ်ပ္စစ္စီးဖုိ ့ free electrons ေတြ မ၇ွိပါဘူး။ ဆိုလိုတာက absolute zero မွာ seminconductors ေတြဟာ perfect insulator ေတြ ျဖစ္တယ္ ဆိုတာပါဘဲ။
ကဲဒါဆိုရင္ room temperature (300 K) မွာဆိုရင္ေကာ ဘယ္လိုျဖစ္မယ္ဆိုတာ ဆက္ျပီး စဥ္းစားၾကည့္ပါ မယ္။ အခန္းအပူခ်ိန္၇ွိေနျပီဆိုတာနဲ ့ valence electron ေတြက ျႏဴကလိယရဲ ့လႊမ္းမိုးမွူကေန ေ၀းရာကို ေရြ ့ဖို ့လံုေလာက္ပါတယ္။ ဒါဆိုရင္ covalent bond ေတြ စတင္က်ိဳးပ်က္ျပီ ျဖစ္ပါတယ္။ ေအာက္က ပုံကို ၾကည္ ့ပါ။.......
http://img4.imageshack.us/img4/2183/27201024618pm.png
အီလတ္ထရြန္တလံုးက covalent bond တခုကို ခ်ိဳးဖ်က္ျပီး ထြက္သြားတာနဲ ့အဲဒီ အီလတ္ထရြန္ရဲ ့ေနရာမွာ ေနရာလြတ္ ( vacancy) တခု ျဖစ္လာပါတယ္။ အဲဒါကို hole လို ့ အီလတ္ထေရာနစ္မွာ သတ္မွတ္ပါတယ္။ တြင္း (သို ့) အေပါက္ လို ့ျမန္မာလို ့ေခၚလို ့ရမယ္ထင္ပါတယ္။ အခုလိို free electron တစ္လံုး ထုတ္လိုုက္တာနဲ ့တျပိ ုင္နက္တည္းမွာ hole တခု ျဖစ္ေပၚလာပါတယ္။ဒါေၾကာင့္ intrinsic semiconductor ေတြမွာ free electron နဲ ့့hole ေတြရဲ ့ concentration(ပါ၀င္မွူ အေရအတြက္) က အတူတူဘဲ ျဖစ္ပါတယ္ ။ အဲဒီလို electron-hole pairs ေတြ ေမြးထုတ္ေပးတဲ ့ျဖစ္စဥ္ကို thermal generation လို ့ ေခၚဆိုပါတယ္။ ရင္းႏွီးတဲ ့ term တခု ျဖစ္မယ္ထင္ပါတယ္။
အခု အဲဒီ holes ေတြက လွ်ပ္စစ္ ဘာဓါတ္ေဆာင္လဲ စဥ္စားၾကည့္ရေအာင္။ အခုလို electron-hole pair တခုျဖစ္ျဖစ္ခ်င္း electron ေတြက covalent bond ကေန ထြက္ခြါပါတယ္သိျပီးျဖစ္တဲ ့အတိုင္း အီလတ္ထရြန္က negatively charged ျဖစ္တဲ ့အတြက္ hole ရဲ ့ေနရာကိုအသားတင္ positive charge နဲ ့ခ်န္ခဲ ့ပါတယ္။( အီလတ္ထရြန္ရဲ ့ charge magnitude နဲ ့တူ) ဆုိလိုတာက hole ဟာ positively charged ျဖစ္ပါတယ္။

hole ေတြကလည္ း electron ေတြလိုဘဲ chargeေတြကို သယ္ေဆာင္နိုင္ပါတယ္။ covalent bond တစ္ခုကို ခ်ိဳးဖ်က္ဖို ့လိုအပ္တဲ ့ energy amount က အေပၚမွာ တစ္ခါေျပာခဲ ့သလိုဘဲ စီလီကြန္မွာ 1.12 eV ျဖစ္ျပီးေတာ့ ဂ်ာေမနီယမ္မွာ 0.72eV ျဖစ္ပါတယ္။ တနည္းဆိုရရင္ အီလတ္ထရြန္တစ္လံုးကို valence band ကေန conduction band ကို မတင္ေပးဖို ့လိုအပ္တဲ ့စြမ္းအင္ ပမာဏေတြ ျဖစ္ပါတယ္။ အခုလို forbidden gap ကို ခုန္ျပီး ကူးတိုင္း valence band ထဲမွာ hole တခု ျဖစ္က်န္ရစ္ခဲ ့ပါတယ္။ ဒီနားမွာ သတိထားမိရမွာက စီလီကြန္က ဂ်ာေမနီယမ္ထက္ စြမ္းအင္ ပိုလိုတာေၾကာင္ ့ electron-hole pairs အေရအတြက္ ေမြးထုတ္ရာမွာ ပိုနည္းပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့ စီလီကြန္က ဂ်ာေမနီယမ္ထက္ conductivity (လွ်ပ္စစ္စီးဆင္းနိုင္မွူ) ပိုနည္းပါတယ္။

ခုတစ္ခါ ကြ်န္ေတာ္တို ့ charge carriers (electron and hole) ေတြ ဘယ္လို randomly ေရြ ့လ်ား ၾကလဲဆိုတာ နဲနဲ ၾကည္ ့ၾကရေအာင္ပါ။
http://img109.imageshack.us/img109/6803/27201024618pm44.png

အေပၚကပံု (A )မွာ electron-hole pair က A အမွတ္မွာ ျဖစ္တယ္လို ့ယူဆသည္ဆိုပါစို ့။အဲဒီမွာfree electron က ခရစ္စတယ္ရဲ ့တေနရာရာကို ထြက္သြားတဲ ့အခ်ိန္မွာ အမွတ္ A ေနရာမွာ ့hole တခု ျဖစ္က်န္ေနခဲ ့ပါတယ္။ ထြက္သြားတဲ ့ အီလတ္ထရြန္က complete pair တခု ျဖစ္ဖို ့ေနာက္အီလတ္ထရြနတစ္လံုး ကို ရွာဖို ့ရန္ လားရာ(tendency)တခု ရွိေနမွာျဖစ္ပါတယ္။အပူစြမ္းအင္ေၾကာင္ ့ကပ္လွ်က္ မွာ ၇ွိေနတဲ ့covalent bond မွာ ရွိေနတဲ အီလတ္ထရြန္က
သူရ ဲ ့bond ကို ဖ်က္ဖို ့လံုေလာက္တဲ ့စြမ္းအင္ ရရွိပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့သူက ခုနက hole ေန၇ာကိုခုန္ကူးပါတယ္။ ပံု (B )မွာ အမွတ္ B မွာ ရွိေနတဲ ့ valence electron က သူရဲ ့ bond ကို ဖ်က္ျပီး
အမွတ္ A ေန၇ာမွာ ၇ွိတဲ ့ Hole ေနရာကို ခုန္ကူးသြားပါတယ္။ အဲဒီအခါမွာ အမွတ္ A ေနရာက hole က အမွတ္ B ေန၇ာမွာ hole အသစ္ တခု ျဖစ္ေစပါတယ္။ မူရင္း အမွတ္ A မွာ ရွိေနတဲ ့
hole က အမွတ္ B ေနရာကို ေရြ ့သြားတယ္လို ့ထင္ရပါတယ္။ေအာက္က ပံု (C) မွာၾကည့္ပါ။
http://img294.imageshack.us/img294/3328/27201024618pmqqq.png
ပံု (D)မွၾကည္ ့ပါ။ ခ်က္ခ်င္းဆိုသလိုဘဲ အမွတ္ B က hole ကို ကပ္ရပ္ အမွတ္ C က valence electron ကျဖည့္သြားပါတယ္။
http://img21.imageshack.us/img21/6814/27201024618pmqqa.png
ပံု (E)မွာဆိုရင္ hole ကB ကေနC ကုိ ေရြ ့တာေတြ ့ရမွာပါ. ပံု (F)က မွာေတာ့ valence electrons ေတြ အမွတ္ Bကေန A ၊ အမွတ္ C ကေန B ကို ခုန္သြားတာကို မွ်ားနဲ ့ျပထားပါတယ္။ အသားတင္ ေနာက္ဆံုး ရလဒ္ကေတာ့ အမွတ္ A မွာ ရိွေနတ ဲ ့ hole က ခရစ္စတယ္( crystal) ကို ျဖတ္ျပီး အမွတ္ C ေနရာကို ေရြ ့သားတာေတြ ့ရမွာပါ။ အဲဒါကို အစက္ မွ်ားနဲ ့ ျပထားပါတယ္။ ကြ်န္ေတာတို ့ေတြ ့လိုက္ရာတာ ကေတာ့ hole ေတြရဲ ့လားရာတခုခုဘက္ကို ေရြ ့ေနစဥ္မွာ အီလတ္ထရြန္ေတြက ဆန္က်င္ဘက္လားရာကို အစဥ္အတုိ္င္း ျပတ္ေတာင္းေရြ ့လ်ားေနတာပါဘဲ။ ဒါေၾကာင္ ့ hole ေတြက electronေတြထက္ ပုိျပီး ေႏွးေကြးစြာ ေရြ ့ေနရတဲ ့အေၾကာင္းအရင္း ျဖစ္ပါတယ္။ အခုလို hole ေတြရဲ ့ေရြ ့လ်ားမွူမွာ အီလတ္ထရြန္ေတြ ရဲ ့ေရြ ့လ်ားမွူလဲ ပါ၀င္တာမွန္ေပမဲ ့ free electron ေတြရဲ ့ေရြ ့လ်ားမွူနဲ ့ကြဲျပားျခားနားပါတယ္။ free electrons ေတြက conduction band ထဲမွာ ေရြ ့တာျဖစ္ျပီးေတာ့ hole ေတြကေတာ့ valence band ထဲမွာ electrons ေတြ ရဲ ့ေရြ ့လ်ားမွူေၾကာင္ ့ျဖစ္ေပၚလာတာပါ။
http://img37.imageshack.us/img37/4995/27201024618pmazsxd.png
ပံု (G) မွာ ဆိုၾကည္ ့မယ္ဆိုရင္ hole တခု A ကေန C ကိုေ ရြ ့သြားတာ ျမင္ရမွာပါ။ ျပီးေတာ့ အီလတ္ထရြန္ က conduction band ထဲကို ခုန္သြားတဲ ့အခ်ိန္မွာ valence band ထဲမွာ hole တခု အမွတ္ A မွာ ျဖစ္က်န္ရစ္ခဲ ့ပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့ အမွတ္ B က အီလတ္ထရြန္က A ေနရာမွာ ရွိတဲ ့ hole ေနရာကို ကူးပါတယ္။ ခ်က္ခ်င္းဘဲ အမွတ္ C မွာရွိတဲ ့အီလတ္ထရြန္ကလညး္ B ေန၇ာမွာ ျဖစ္က်န္ခဲ ့တဲ ့ hole ေန၇ာကို ကူးပါတယ္။ ဆိုလိုတာက အမွတ္ A မွာ ရွိတဲ ့ hole က C ေနရာကုိ ေရြ ့လာပါတယ္။ တကယ္တမ္းေျပာရလွ်င္ valence electrons ေတြရဲ ့ကူးမွူေၾကာင္ ့ hole ေတြက ေရြ ့လ်ားၾကတာျဖစ္ပါတယ္။ ကြ်န္ေတာ္တုိ ့က hole ေတြရဲ ့အသားတင္ ေရြ ့မွူကို ဘဲ စဥ္းစားေနတာျဖစ္တဲ ့အတြက္ ေနာက္ပုိင္း အီလတ္ထရြန္ ေရြ ့လ်ားမွူလို ့ေျပာရင္ free electrons ေတြ conduction band ထဲ မွာ ေရြ ့လ်ားမွုူကို ေျပာတာျဖစ္ျပီး hole ေတြရဲ ့ေရြ ့လ်ားမွူလို ့ေျပာရင္ valence band ထဲမွာ ေရြ ့လ်ားမွုူကို ေျပာတာျဖစ္ေၾကာငး္ မွတ္ထားဖို ့လိုပါတယ္။ ပံု (H) ကို ၾကည္ ့ပါ။
ေျပာကာမွ ရွုပ္သြားရင္ ေဆာရီးပါ ခင္ဗ်ာ ။ ;D ျပီး မွ ထပ္ဆက္ပါအံုးမယ္ ဖတ္တဲ ့အတြက္ ေက်းဇူးပါ။

htetlinnaung
02-10-2010, 02:56 AM
မဂၤလာပါဗ်ိဳ ့.. ေရွ ့ကေဆြးေႏြးခဲ့တဲ့ intrinsic semiconductor နဲ့ပတ္သက္ျပီး အနည္းငယ္ က်န္တာေလးေတြကို ဆက္ေဆြးေႏြးပါအံုးမယ္။
ေဆြးေႏြးေလ ့လာမဲ့ အေၾကာငး္ကေတာ့ intrinsic semiconductor ေတြထဲမွာ conduction ျဖစ္မွူကို ေလ ့လာၾကည့္္မွာပါ။ semiconductor ကို ခြျပီး ဘတ္ထရီ တပ္လံုး ဆင္လိုက္လို ့ရွိ ရင္ electrons ေတြက ဘတ္ထရီရဲ ့ အေပါင္းစြန္း(positive terminal) ဆီလို အားသက္ေရာက္ခံရျပီး hole ေတြကေတာ ့ အနုတ္စြန္း (negative terminal) ဘက္ဆီကို အားဆြဲခံရမွာျဖစ္ပါတယ္။ လူေတြတင္မွတ္ေနတာ အထးီက အမဆီေျပး ။ အမက အထီးဆီေျပးနဲ ့ေတာ္ေတာ္ ကဲေနၾကတယ္။ ေအာက္က ပဳံမွာၾကည့္ပါ။
http://img651.imageshack.us/img651/6695/62548605.png

ဒီေနရာမွာ charge carrier ေတြရ ဲ ေရြ ့လ်ားမွူက ဆန္ ့က်င္ဘက္ ျဖစ္ေနေပမဲ current ကေတာ့ တဘက္တည္းကိုဘဲ စီးပါတယ္။ hole ေတြ ့ေရြ ့တဲ ့ဘက္ျဖစ္ျပီး
electrons ေတြနဲ ့ ေျပာင္းျပန္ျဖစ္ပါတယ္။ အခုလို applied voltage ေပးျခင္းေၾကာင္ ့ျဖစ္လာတဲ ့ current ကို drift current လို ့ေခၚပါတယ္ ။ ေနာက္ထပ္ current အမ်ိဳးအစား တစ္ခုရွိပါေသးတယ္ ။ diffusion current လို ့ေခၚပါတယ္။ အဲဒီ current ကေတာ့ semiconductor ထဲမွာ ရွိေနတဲ ့ gradient of carrier concentration ေၾကာင္ ့ျဖစ္တာပါ။
ေနာက္ပိုင္ PN Junction မွာ ေတြ ့ရမွာျဖစ္ပါတယ္။ PN junction ရဲ ့ထိတဲ ့ေနရာမွာ gradient of carrier concentration က ပုိျပီး ျမင္ ့တက္လာပါတယ္။ ခုေျပာခဲ ့တဲ့ current ၂ ခုကို ျပီးမွ အနည္းငယ္ ထပ္ေဆြးပါအံုးမယ္။

ေနာက္ အပူခ်န္နဲ ့ပတ္သက္ျပီး intrinsic semiconductor ေတြမွာ ဘယ္လုိ သက္ေရာက္မွူရွိတယ္ဆုိတာ ေဆြးေႏြးခ်င္ပါမယ္။ absolute zero (0 K or -273 C ) မွာ semiconductor ေတြက
perfect insulator ေတြ ျဖစ္ေၾကာင္း ေျပာျပီခဲ ့ျပီ ျဖစ္ပါတယ္။ ဒါဆိုရင္ room temperature (300 K) ရွိလာတဲ ့အခ်ိန္မွာ concentration of free electrons or holes က 2.5 * 10^19 per m^3 ၇ွိပါတယ္။ ဆိုလိုတာက အပူခ်ိန္မ်ားေလ conductivity မ်ားလာေလပါဘဲ ။ ဒီေတာ ့ resistivity (inverse of conductivity) က က်ေလ ျဖစ္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့ semiconductors
ေတြမွာ negative temperature-coefficient of resistance ရွိတယ္ဆိုတာပါဘဲ။
ဘာလို ့လည္းဆိုေတာ ့ conductors အမ်ားစု ဟာ အပူခ်ိန္မ်ားေလ resistance မ်ားေလ ျဖစ္ပါတယ္။ သူတို ့မွာ positive temperature coefficient ရွိပါတယ္။

htetlinnaung
02-10-2010, 03:47 AM
ဒီေန ့ေတာ့ ကြ်န္ေတာ္ ေဆြးေႏြးမဲ ့အေၾကာငး္အရာက ေရွ ့က ပို ့စ္မွာ ကြ်န္ေတာ္ အစပ်ိဳးခဲ ့တဲ ့ current(လွ်ပ္စီးေၾကာငး္) ၂ မ်ိဳးနဲ ့ပတ္သက္ျပီး ျဖစ္ပါတယ္။ၾကားဖူး ျပီးသား ျဖစ္မယ္ထင္ပါတယ္။
Drift current နဲ ့ Diffusion current အေၾကာင္း ျဖစ္ပါတယ္။ Direct current (DC) နဲ ့ Alternative current (AC)က သက္သက္ပါ။ အဲဒီအေၾကာင္းကို ေနာက္ၾက ံုမွ ေဆြးေႏြးပါမယ္။
အခု current တခု ဘယ္လိုစျဖစ္လာလဲဆိုတာ ေဆြးေႏြးပါ ့မယ္။ ကြ်န္ေတာ္တို ့ material တခုကိုvoltage တခု သက္ေရာက္မွူ( apply) ေပးလိုက္တဲ ့အခါမွာ အီလတ္ထရြန္ေတြကို မိမိလိုခ်င္တဲ ့လားရာဘက္အတိုင္း ေရြ ့လ်ားေစပါတယ္။ ဒါကို conduction (လွ်ပ္စီးမွူ) ျဖစ္တယ္လို ့ေခၚပါတယ္။ဒီ conduction ဟာ electron motion ေၾကာင့္ ဒါမွမဟုတ္ hole transfer ေၾကာင္ ့ ဒါမွမဟုတ္ ၂ ခုစလံုးေၾကာင့္ျဖစ္နုိင္ပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ အေသးစိပ္မေျပာေတာ့ပါဘူး ။

ေနာက္တခု ကြ်န္ေတာ္တို ့မွတ္ထားစရာတစ္ခ်က္ရွိတာက electric current ဟာ conduction band ထဲက electrons ေတြ ့ရဲ ့ေရြ ့လ်ားမွူ ရယ္၊ valence band ထဲက Holes ေတြရဲ့ ေရြ ့လ်ားမွုေတြ ့ေၾကာင့္
ျဖစ္လာတဲ ့အတြက္ electrons နဲ ့Holes ေတြကို Charge carriers လို့ေခၚပါတယ္။ ေနာက္ျပီး electrons ေတြက holes ေတြထက္ mobility (ေရြ ့လ်ားနိုင္မွု) ပိုမ်ားပါတယ္။ဘာလို ့လဲဆိုေတာ့ သူတို ့ကို ေရြ ့ေအာင္
လုပ္ဖို ့စြမ္းအင္အနည္းငယ္ဘဲ လိုအပ္ပါတယ္။ အစကတည္းက သူတို ့ရဲ ့atoms ေတြကေန ေ၀းေနေတာ့ စြမ္းအင္အနည္းငယ္ဘဲလိုတာ ျဖစ္ပါတယ္။
Current ကို တိုင္းတာေဖာ္ျပဖို ့ကြ်န္ေတာ္တို ့ Ampere (A) ယူနစ္ကို သံုးတယ္ဆိုတာ သိျပီးျဖစ္ပါတယ္။
An ampere is defined as that current which flows when one coulomb of charge passes a given point in one second .
ဆိုလိုတာက တစကၠန္ ့အတြင္းမွာ ေပးထားတဲ ့အမွတ္တခုကို ျဖတ္သန္းသြားတဲ ့one coulomb of charge ကို one ampere လို ့ေခၚတာျဖစ္ပါတယ္။ ဒါဆိုရင္ 1 ampere မွာ အီလတ္ထရြန္ဘယ္ေလာက္
ေရြ ့သြားလည္းဆိုတာ စဥ္းစားၾကည္ ့ရေအာင္။ အီလတ္ထရြန္တစ္လံုးမွာ ပါ၀င္တဲ ့ charge က 1.602 * 10^ -19 C ျဖစ္တဲ့အတြက္ 1 C မွာဆိုေတာ့ အီလတ္ထရြန္ဘယ္ေလာက္ပါလဲဆိုေတာ ့
(1/ 1.602 * 10^ -19 ) = 6.24 * 10^18 ရွိပါတယ္။ ဆိုလိုတာက တစ္စကၠန္ ့အတြင္းမွာ ေပးထားတဲ ့အမွတ္တခုကို 6.24 * 10^18 ပမာဏ ရွိတဲ ့ အီလတ္ထရြန္ အေရအတြက္ ျဖတ္သန္းစီးဆင္းသြားတာကို one ampere လို သတ္မွတ္တာပါ။
ကြ်န္ေတာ္တို ့ ေနာက္ဒီေနရာမွာမွတ္ထားဖို ့က current flow ကို Positive to Negative လို ့သတ္မွတ္ထားပါတယ္။ convention current direction ျဖစ္ပါတယ္။ electron flow ကေတာ့
Negative to positive ျဖစ္ပါတယ္။ ေျပာင္းျပန္ျဖစ္ပါတယ္။ ေအာက္ကပံုမွာၾကည့္ပါ။
http://img713.imageshack.us/img713/2145/292010115603pm2pvyf.png

ကဲေျပာခ်င္ေနတဲ ့drift current အေၾကာင္းေျပာပါမယ္။ free space (ေလဟာနယ္) ထဲမွ ဆိုရင္ေတာ့ applied voltage ေပးလိုက္လို ့ရွိရင္ electric fields (လွ်ပ္စစ္ စက္ကြင္းအား) ဟာ အီလတ္ထရြန္ တစ္လံုးကို straight line( တေျဖာင့္တည္း) negative terminal ( အနုတ္စြန္း) ကေန positive terminal( အေပါင္းစြန္း) ဆီကို ေရာက္ေအာင္ အရွိန္ျမင္ ့တင္ေပးပါတယ္။
ဒါေပမဲ ့ Conductors ေတြ ၊Semiconductor ေတြမွာဆိုရင္ သာမန္ အခန္းအပူခ်ိန္အတြင္းမွာ electric field ရဲ ့သက္ေရာက္မွုေၾကာင့္ free electron တစ္လံုးက positive terminal ဆီကို
သြားရာ လမ္းတေလွ်ာက္မွာ အက္တမ္ေတြနဲ ့ဆက္တိုက္ တိုက္(collide) မွုေတြ ျဖစ္ပါတယ္။
ေအာက္က ပံုမွာ ၾကည္ ့ပါ။ ...
http://img44.imageshack.us/img44/9099/292010114235pm.png
အီလတ္ထရြန္တစ္လံုးက အက္တမ္တစ္လံုးကို တိုက္မိတိုငး္ ျပန္ထြက္လာတဲ ့လမ္းေၾကာင္းဟာ random direction ျဖစ္ပါတယ္။ electric field ရဲ ့သက္ေရာက္မွူက အဲဒီ collision နဲ ့random motion ကို မရပ္ပစ္နိုင္ပါဘူး။ဒါေပမဲ ့electric force ရဲ ့လားရာအတိုင္း အီလတ္ထရြန္ေတြကို Drift ျဖစ္ေစပါတယ္။ အဲလို ေၾကာင္ ့ျဖစ္လာတဲ ့current ကို Drift current လို ့ ေခၚတာျဖစ္ပါတယ္။ ကြ်န္ေတာ္တို ့ပံုမွန္ conductor (လွ်ပ္ကူး )ေတြမွာ ျဖစ္ေပၚေလ ့ရွိတဲ ့ current အမ်ုိဳးအစားဘဲျဖစ္ပါတယ္။

ေနာက္တစ္မ်ိဳးျဖစ္တဲ ့ Diffusion current ဘယ္လိုျဖစ္တယ္ဆိုတာ ဆက္ေျပာပါမယ္။ ေအာက္က ပံုမွာၾကည္ ့ပါ။ ...
http://img28.imageshack.us/img28/852/2102010120713amq.png

ပံုမွာ semiconductor တခုရဲ့ အစြန္တစ္ခုဘက္မွာ charge carrier (electrons or holes) တခုခု concentration (ျပင္းအား သို ့ ပါ၀င္မွူနွူန္း )ရွိတယ္လို ့ယူဆပါ ့မယ္။ သူတို ့မွာ same polarity
of charge )ရွိတာျဖစ္တဲ ့အတြက္ေၾကာင္ ့အခ်င္းခ်င္း ၾကားမွာ တြန္ကန္မွု(repulsion)အားေတြ ျဖစ္ေပၚပါတယ္
လူေတြမွာ မဟုတ္ဘူးေနာ ္ သူတို ့လည္း အမ်ိဳးအစားတူရင္ တြန္းထုတ္ျပီး မတူရင္ စြဲၾကတယ္။ သဘာ၀ ကိုက ဒီလုိနဲ ့တူတယ္ဗ်။ ၾက ံုတုန္း ေၾကာ္ျငာတာ။ ;D အကိ်ဳးဆက္ကေတာ့ high carrier density ရွိတဲ ့
အပိုင္း(region) ကေန (low density) ရွိတဲ ့ အပိုင္းဆီကို ေျဖးေျဖးခ်င္း ( diffuse )ေရာေနွာ ေရြ ့ဖို ့ရန္
charge carriers ေတြကို tendency တခု ျဖစ္ေပၚေစတာပါဘဲ။ ဘယ္ေလာက္ၾကာေအာင္ ျဖစ္လဲ ဆုိရင္ေတာ ့ material တခုလံုးကို charge carriers ေတြ မွ်မွ်တတ ျဖန္ ့ေ၀ ေနရာခ်ျပီးတဲ ့အထိတိုင္ေအာင္ ေရြ ့လ်ားၾက
ပါတယ္။ အခုလို charge carriers ေတြရဲ ့ေရြ ့လ်ားမွူက electric current တခုကို ျဖစ္ေစပါတယ္။ အဲဒါေၾကာင္ ့ျဖစ္လာတဲ ့ current ကို Diffusion current လို ့ေခၚဆိုတာျဖစ္ပါတယ္။
ကြ်န္ေတာ္တို ့Semiconductor devices ေတြမွာ Drift current ေရာ Diffusion current ေရာ ၂ ခုစလံုး ျဖစ္ေပၚပါတယ္။ သိထားဖုိ ့လုိအပ္ပါတယ္။

htetlinnaung
02-10-2010, 08:28 PM
ဒီေန ့ေတာ့ အီလတ္ထေရာနစ္မွာ အလြန္အေရးပါတဲ ့ extrinsic semiconductor အေၾကာင္းဆက္ပါမယ္။
အရင္တင္ ျပ ခဲ ့တဲ ့ Intrinsic (pure) semiconductors ေတြကို အသံုးျပ ုတာနဲပါတယ္။ heat or light_sensitive resistance အျဖစ္ အသံုးျပ ုတာမ်ားပါတယ္။ အသံုးမ်ားတဲ ့ေနာက္တမ်ိဳးကေတာ့ အားလံုး သိျပီး ျဖစ္တဲ ့ extrinsic semiconductors ေတြျဖစ္ပါတယ္။ သန့္စင္ ့မွူ ျမင့္မားတဲ ့semiconductor ကို impurities ထပ္ေပါင္းေပးျပီးျပ ုလုပ္တာ ျဖစ္ပါတယ္ ။ အဲဒီ process ကို doping လိုေခၚပါတယ္။ doping process
ဟာ လည္း နည္းပညာပိုင္းအရ မလြယ္ကူပါဘူး။ Semiconductor electronic device ေတြ ထုတ္လုပ္နိုင္ဖို့အတြက္ အဲဒီနည္းပညာေတြကို သီသန္ ့ေလ ့လာသင္ ့ပါတယ္။
Extrinsic semiconductorမွာ ၂ မိ်ဳးရွိပါတယ္။
၁။ N-type semiconductors
၂။P-type semiconductors
တို ့ျဖစ္ပါတယ္။

N-type Semiconductors နဲ့ပတ္သက္ျပီး စတင္ေဆြးေႏြးပါမယ္။ N-type semiconductors ရဖို ့အတြက္ လုပ္တဲ ့process ကို Donor doping လုိ ့ေခၚပါတယ္။အသံုးျပ ုတဲ့ donor impurities ေတြကေတာ့ antimony , phosphorus နဲ့ arsenic တို ့ျဖစ္ပါတယ္။ သူတို့မွာ valence electrons ၅ လံုးရွိပါတယ္။ ျပီးေတာ့အဲဒီ valence shells မွာ holes ၃ လံုးလဲ ရွိပါတယ္။
ဥပမာအေနျဖင့္ phosphorus အက္တမ္ ေပါင္းထည္ ့တယ္ဆို ပါစို ့။ေအာက္ကပံုမွာ ၾကည့္ ပါ။
http://img8.imageshack.us/img8/8237/qqqzw.png
အလယ္မွာရွိေနတဲ ့ phosphorus atoms မွာ valence electrons ၅ လံုးရွိေနျပီး ေလးလံုးက သူနဲ ့ကပ္လ်က္ စီလီကြန္ အက္တမ္ေတြနဲ့ covalent bond ေတြအျဖစ္ ဖြဲ ့ထားျပီး ၅ လံုးေျမာက္ က ပိုေနပါတယ္။ အဲဒီ အီလတ္ထရြန္က အေရးၾကီးပါတယ္။
အဲဒီ အီလတ္ထရြန္ကို သူ ့ရဲ့ nucleus ဆြဲအားကေန လြတ္သြားေအာင္လုပ္ဖို့ စြမ္းအင္အနညး္ငယ္ဘဲ လိုအပ္ပါတယ္။ ဘယ္ေလာက္ လိုတယ္ဆိုတာ အေပၚမွာေျပာျပျပီးျဖစ္လို ့မွတ္မိမယ္ထင္ပါတယ္။ အခန္းအပူခ်ိန္မွာ impurities atoms တလံုးခ်ငး္စီကေန အီလတ္ထရြန္ တလံုးစီကို conduction band ထဲသို့ donate လုပ္ပါတယ္ ။ဒါေၾကာင့္လညး္ donate type လို့ေခၚပါတယ္။အဲဒီdonated electrons ကို excess electrons ေတြလိုေခၚပါတယ္။အဲဒ ီအီလတ္ထရြန္ေတြအားလံုးဟာ electric current စီးဆင္းမွူမွာပါ၀င္ၾကပါတယ္ ။အဲဒီအျပင္ covalent bonds ေတြက်ိဳးျပီး ျဖစ္လာတဲ ့electron-hole pairs ေတြလညး္ ရွိပါတယ္။ ဒါေပမဲ့
အဲဒီအေရအတြက္ က impurity atoms ေၾကာင့္ ျဖစ္လာတဲ့free electrons ထက္ အရမ္းနည္းပါတယ္။အက်ိဳးဆက္အားျဖင့္ အီလတ္ထရြန္နဲ ့ holes ေတြရဲ့ recombination ျဖစ္ျပီးတဲ့အခါမွာ holes အေရအတြက္က intrinsic မွာတုန္းကထက္ နည္းသြားပါတယ္။ ဆိုလိုတာက free electrons အေရအတြက္ က holes အေရအတြက္ထက္ ပုိမ်ားပါတယ္။ဒါေၾကာင္ ့မလို ့ N-type semiconductors ေတြမွာ negatively charged electrons ေတြက majority carriers ေတြ ျဖစ္ျပီး holes ေတြက minority carriers ေတြ ျဖစ္ပါတယ္။
impurity atom မွာ အစက 5 valence electrons ရွိျပီး သူ ့ရဲ ့ core မွာ + 5 charge ျဖစ္ျပီး fifth electrons ထြက္သြားတဲ့အခါမွာcore မွာ +1 excess charge ျဖစ္လာပါတယ္။ core ဆိုတာ valence electrons မပါဘဲ atom ကိုေဖာ္ျပတာျဖစ္တယ္ဆိုတာ မွတ္မိမယ္ထင္ပါတယ္။ ခုနက core ဟာ positively charged immoblie ion ျဖစ္လာပါတယ္။ဘာလို ့ immobile ျဖစ္ရလဲဆုိေတာ့ သူ ့ကို four covalent bonds ေတြနဲ ့ crystal ထဲမွာ တင္းၾကပ္ခုိင္မာစြာ ခ်ဳပ္ထားလို့ ျဖစ္ပါတယ္။

P-type Semiconductors လုပ္တဲ့ Process ကိုေတာ့ acceptor doping လို့ေခၚပါတယ္။ အသံုးျပ ုတဲ့ donor impurities ေတြကေတာ့ boron ၊ alluminium ၊ indium နဲ့ gallium အစရွိတဲ့ trivalent atoms ေတြဘဲ ျဖစ္ပါတယ္။ သူတို ့မွာကေတာ့ သိျပီးျဖစ္တဲ ့အတိုင္း အျပင္ဘက္ဆံုး shells လမ္းေၾကာငး္မွာ valence electrons ၃ လံုးဘဲ ရွိပါတယ္။ ျပီးေတာ့ holes က ၅ လံုးရွိပါတယ္။
ဥပမာ အေနျဖင္ ့ boron အက္တမ္ကို ေပါင္းထည့္တယ္ ဆိုပါဆို ့။ေအာက္က ပံုမွာၾကည္ ့ပါ။..
http://img8.imageshack.us/img8/683/210201042919pm.png

ပံုမွာဆိုရင္ boron atom ရဲ့ valence electrons ၃ လံုးဟာ သူရဲ ့ေဘးမွာ ရွိေနတဲ ့silicon atoms ေတြရဲ ့ valence electrons ေတြနဲ ့ covalent bonds ေတြ ဖြဲ ့ၾကပါတယ္။ ဒါေပမဲ ့ 4 လံုးေျမာက္ စီလီကြန္ အက္တမ္
ရဲ ့valence electron တစ္လံုးဟာ boron atom နဲ ့ bond မဖြဲ ့နုိင္ပါဘူး ။ဘိုရြန္အက္တမ္မွာ ၄ လံုးေျမာက္အီလတ္ထရြန္မရွိလို့ပါ။ အဲဒီအခ်ိန္မွာ အခုလို ့incomplete bond မွာရွိေနတဲ ့အီလတ္ထရြန္က
သူနဲ ့ကပ္လ်က္ အက္တမ္ဆီကေန အီလတ္ထရြန္တစ္လံုးကို ဆြဲယူဖို ့ လံုေလာက္တဲ ့ အားရွိပါတယ္။ အဲဒီအီလတ္ထရြန္က ခုနကလြတ္ေနတဲ ့ေနရာကို ခုန္ကူးျပီး ဘိုရြန္ အက္တမ္ရဲ ့covalent bond ကို ျဖည္ ့ပါတယ္။
လိုအပ္တဲ ့စြမ္းအင္ကေတာ့ စီလီကြန္ျဖစ္တဲ ့အတြက္ 0.01eV ဘဲ ျဖစ္ပါတယ္။ အခန္းအပူခ်ိန္မွာတင္ အဲဒီစြမ္းအင္ကို ရရွိနိင္ပါတယ္။
အခုလို ခုန္ကူးလိုက္တဲ ့အတြက္ ျဖစ္စဥ္ ၂ ခုျဖစ္ပါတယ္။ ခုနက ခုန္ကူးတဲ ့ေနရာမွာ vacancy တစ္ခု က်န္ခဲ့ပါတယ္။ အဲဒီေနရာလြတ္ေနရာဟာ positively charged hole တစ္ခု ရရွိလာပါတယ္။ ေနာက္ျဖစ္စဥ္တစ္ခုကေတာ့ ဘိုရြန္အက္တမ္ရဲ့ covalent bond ကို ျဖည္ ့လိုက္တဲ ့အတြက္ ဘိုရြန္အက္တမ္မွာ negative ion ျဖစ္လာပါတယ္။ သူကို crystal ထဲမွာ covalent bonds ေတြနဲ ့ခ်ည္ေနွာင္
ထားလို ့ သူလည္း immobile ion ျဖစ္ပါတယ္။ အခုလို ဘိုရြန္ အက္တမ္က အီလတ္ထရြန္ တစ္လံုးကို လက္ခံလိုက္(accept) တဲ့အတြက္ အခု impurity type ကို acceptor type လို ့ေခၚတာလဲ ျဖစ္ပါတယ္။
အခုလို impurities ေၾကာင္ ့ excess holes ေတြ ျဖစ္လာသလို thermal ေၾကာင္ ့ covalent bonds ေတြက်ိဳးပ်က္ျပီး ျဖစ္လာတဲ့ electrons-holes pair ကျဖစ္လာတဲ ့ holes ေတြေရာေၾကာင္ ့
P-type material မွာ holes ေတြက majority carriers ေတြ ျဖစ္ျပီး free electrons ေတြက minority carriers ေတြျဖစ္ပါတယ္။

htetlinnaung
02-11-2010, 11:35 PM
မဂၤလာပါ ။ ဒီေန ့ေတာ့ ကြ်န္ေတာ္တို ့ အီလတ္ထေရာနစ္မွာ အေရးပါတဲ ့အစျဖစ္တဲ ့ PN- junction အေၾကာငး္ စျပီးေဆြးေႏြးပါ ့မယ္။
ေအာက္က ပံုကိုၾကည့္ပါ။
http://img211.imageshack.us/img211/3804/211201071922pm.png

N-type semiconductor material တခုျဖစ္ပါတယ္။သိျပီးတဲ ့အတိုင္းသူ ့မွာ အီလတ္ထရြန္(electrons) ေတြက majority charge carriers ေတြျဖစ္ပါတယ္။ သာမန္အားျဖင္ ့အီလတ္ထရြန္ေတြဟာ semiconductor ထဲမွာ တသတ္မွတ္တည္း ညီတူညီမွ် ျဖစ္ၾကန္ ့ေနရာယူ(uniformly distributed) ထားတာျဖစ္ပါတယ္။

ေအာက္က ပံုကေတာ့ P-type semiconductor material တခုျဖစ္ပါတယ္။
http://img6.imageshack.us/img6/203/20902457.png

သိျပီးျဖစ္တဲ ့အတိုင္း သူ ့မွာholes (တြင္း သို ့ အေပါက္) ေတြက majority charge carriers ေတြျဖစ္ပါတယ္။သူ ့မွာလည္း သာမန္အားျဖင ့္ semiconductor ထဲမွာ uniformly distributed အျဖစ္တည္ရွိပါတယ္။

ကဲ ေအာက္က ပံုကို ထပ္ၾကည့္ပါမယ္။
http://img689.imageshack.us/img689/3510/36020917.png

P-type နဲ ့N-type semiconductor ၂ ခုက side by side ေဘးက်ငး္ယွဥ္ျပီးထားလိုက္တဲ ့အခါမွာ pn junction တခု ျဖစ္လာပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ မွတ္ထားရမွာက P-type နဲ ့N-type ကို တစ္ခု စီ သီးျခားလုပ္ျပီး ေပါင္းလိုက္တာ မဟုတ္ပါဘူး။ ဘယ္လို ေပါင္းလဲ ဆုိတာကို ထုတ္လုပ္တဲ ့နည္းပညာေတြအရ အမ်ိဳးမ်ိဳးရွိပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ အဲဒီအေၾကာငး္က အဓိက မဟုတ္တဲ ့အတြက္ မေဆြးေႏြးေတာ့ပါဘူး ။ အဆင္ေျပရင္ သီးသန္ ့ တခု ေရးျပီး ေဆြးေႏြးပါ ့မယ္။

ဒီလိုကပ္လိုက္တဲ ့အတြက္ေၾကာင္ ့ N-type ဘက္က free electrons ေတြကို P-type ဘက္က Holes ေတြထဲကို ျဖည္ ့ဖို ့အတြက ္ pn -junction ကို ျဖတ္ျပီး ဆြဲျခင္း ခံရပါတယ္။ ဆိုလိုခ်င္တာက junction ကို ျဖစ္ျပီး diffuse ျဖစ္ပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ ေသခ်ာမွတ္ပါ။ junction ကို ျဖတ္လာတဲ ့free electrons ေတြက negative ions ေတြကို ဖန္တီးပါတယ္။ ဆိုလိုတာက အခ်ိဳ ့အက္တမ္ေတြမွာ သူတို ့ရဲ ့စုစုေပါင္း protons အေရအတြက္ထက္ပိုျပီး အီလတ္ထရြန္ တစ္လံုးပိုျပီးေပးလိုက္ျခင္းအားျဖင့္ p-type ထဲမွာ negative ions ျဖစ္ေစတာပါ။
တျပိ ုင္နက္ထဲမွာဘဲ N-type ထဲမွာ Electrons ေတြက positive ions ေတြ ထားခဲ့ပါတယ္။ ဆိုလိုတာက အက္တမ္ေတြအခ်ိဳ ့မွာ သူ ့ရဲ ့စုစုေပါင္း ပရုိတြန္ အေရအတြက္ထက္ အီလတ္ထရြန္ တစ္လံုး ေလ်ာ့ နည္းျခင္း
အားျဖင့္ N-type ဘက္ျခမ္းမွာ positive ions ေတြ ခ်န္ထားခဲ ့တာပါ။ ရွင္းေအာင္ ထပ္ေျပာရမယ္ဆိုရင္ junction ကို ျဖတ္ျပီး အီလတ္ထရြန္ေတြ holes ေတြနဲ ့diffuse ျဖစ္တဲ့ အခါမွာ N-type ဘက္မွာ
positive ions ေတြ ခ်န္ထားခဲ ့ျပီး P-type ဘက္မွာ negative ions ေတြကို ဖန္တီးပါတယ္။ အီလတ္ထရြန္တစ္လံုး ဆံုးရံုးရင္ positive ion ျဖစ္ျပီး electron တစ္လံုး ပို ရလာရင္ negative ion ျဖစ္ပါတယ္။
အခုလို charge carriers (electrons and holes) ေတြ junction ကို ျဖစ္ျပီး diffusion မျဖစ္ခင္တုန္းက N-type ေရာ P-type ေရာ ၂ ခုစလံုးက electrically neutral ျဖစ္တယ္ဆိုတာ မွတ္ထားဖို ့လိုပါတယ္ ။ အဲဒီအေၾကာင္း အရင္ေျပာဖို ့ ကြ်န္ေတာ္ေမ ့သြားလို ့ပါ။
္ ။ ဒါေပမဲ ့အခု P-type ဘက္မွာ negative ions ေတြ ဖန္တီးတဲ ့အတြက္p-type က negative potential တခု ရလာပါတယ္။ ဒီလိုဘဲ N-type ဘက္မွာလဲ positive ionsေတြ ခ်န္ထားခဲ ့ေတာ့ N-type က positive potential တခု ရလာပါတယ္။

ဒီေတာ့ P-type မွာျဖစ္လာတဲ ့negative potential က N-type ထဲမွာ ရွိေနတဲ့ electrons ေတြကို junction ကို ျဖတ္ျပီး ကူးလားလို ့မရေအာင္ တြန္းကန္ထားပါတယ္။ အဲဒီလိုဘဲ N-type မွာျဖစ္လာတဲ ့
positive potential ကလဲ P-type ထဲမွာ ရွိေနတဲ ့holes ေတြကို Junction ကို ျဖတ္မလာနိုင္ေအာင္ တြန္းကန္ထားပါတယ္။ အမ်ိဳးတူေတာ့ မလာနဲ ့ေပါ ့ဗ်ာ ..ဟဲဟဲ ;D ;D

ဒီေတာ့ စစခ်င္း ျဖစ္တ ဲ့charge carriers diffusion က junction ေနရာမွာ barrier potential တခုကို ဖန္တီးျဖစ္ေပၚေစပါတယ္။ အဲဒီ barrier potential ဟာ P-side ဘက္မွာ negative နဲ ့ N-side ဘက္မွာpositive ျဖစ္ျပီး ေနာက္ထပ္ အီလတ္ထရြန္နဲ ့ holes ေတြ junctions ကို ျဖတ္မသြားနုိင္ေအာင္ လံုေလာက္တဲ့potential ျဖစ္ပါတယ္။ ကြ်န္ေတာ္တို ့အားလံုးသိျပီးျဖစ္တဲ ့အတိုင္း barrier potential ႕
room temperature မွာဆိုရင္ ဂ်ာေမနီယမ္အတြက္ 0.3 V ျဖစ္ျပီး စီလီကြန္အတြက္ ဆိုရင္ 0.7V ျဖစ္ပါတယ္။ ဒီဗုိ ့ေတြဟာ semiconductor devices ေတြမွာ အလြန္အေရးပါပါတယ္။

pn -junction နဲ ့ပတ္သတ္ျပီး ေနာက္တစ္ခုကေတာ့ junction ကို ျဖတ္လာတဲ့ charge carriers ေတြ ့ရဲ ့ေရြ ့လ်ားမွူက ဘက္ တစ္ျခမ္းစီမွာ charge carriers ေတြကို deplete လုပ္ပစ္ျပီး layer တစ္ခု ျဖစ္လာပါတယ္။ အဲဒါကို depletion region လို ့ေခၚပါတယ္ ။ အားလံုးရင္းႏီွးေနတဲ ့ term တခုလည္းျဖစ္ပါတယ္။ N-type ဘက္ျခမ္းမွာ ရွိတဲ ့depletion region မွာဆိုရင္ free electron ဆံုးရွုံးထားတဲ ့ donor impurities ေတြပါ၀င္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့သူတို ့ဟာ positively charged ျဖစ္လာပါတယ္။p-type ဘက္ျခမ္းမွာေတာ့ acceptor impurities ေတြ ( holes ေတြ ဆံုးရွုံးထားေသာ (သို ့မဟုတ္) hole ေတြကို electrons ေတြနဲ ့ျဖည္ ့လိုက္လို ့) ပါ၀င္ဖြဲ ့စည္းထားျပီး negatively charged ျဖစ္လာပါတယ္။

Junction ရ ဲ ့တဖတ္တခ်က္မွာ ရွိေနတဲ ့ depletion region ထဲမွာ impurity atoms (အျခား atoms ,ဘိုရြန္တို ့ ေဖာစပါးရပ္စ္ စသည္) ပါ၀င္မွူ ပမာဏ က တူညီပါတယ္။ P-type ဘက္ေရာ N-type ဘက္ေရာ
နွစ္ဘက္စလံုးကို doping (impurities atoms ေပါင္းထည့္ျခင္း) လုပ္တဲ ့အခါမွာ doping density တူလို ့ရွိရင္ junction ရဲ ့တဖတ္တခ်က္စီမွာရွိေနတဲ့ depletion region အဲ အထူအပါး(thickness) ကလည္းအတူတူဘဲ ျဖစ္ပါတယ္။ ေအာက္က ပံုမွာ ၾကည္ ့့ပါ။...
http://img407.imageshack.us/img407/2824/ertf.png

တကယ္လို ့အဲလို မဟုတ္ဘဲ N-type ဘက္ကို heavily doped ပိုေပးခဲ ့မယ္ဆိုရင္ depletion regionက N-side ဘက္ျခမ္းထဲကို ပိုျပီး နက္၀င္က်ယ္ျပန္ ့ေနပါလိမ္ ့မယ္။ဘာလို ့လည္းဆိုေတာ့ junction ရဲ ့တဘက္တခ်က္စီမွာ impurity atoms ပါ၀င္မွု တူနိုင္ဖို ့ျဖစ္ပါတယ္။ အျပန္အလွန္အားျဖင္ P-typeဘက္ျခမး္ကို heavily doped လုပ္ခဲ ့ရင္လညး္ p-side ဘက္ျခမ္းထဲကို ပိုျပိး က်ယ္ျပန္ ့နက္၀င္ ေနမွာျဖစ္ပါတယ္။ ေအာက္က ပံုမွာ n-type ဘက္ကို
ပိုျပီး heavily doped လုပ္ထားတဲ ့အတြက္ n-type ဘက္မွာ depletion region က ပိုက်ယ္နက္၀င္ေနတာေတြ ့ရမွာပါ ။ အေရးပါတဲ ့အခ်က္ေတြပါ။ မွတ္ထားဖို ့လိုပါတယ္။
http://img705.imageshack.us/img705/3154/qaz.png

ေနာက္တစ္ခု မွတ္စရာက်န္ေသးတာကောတ့ ခုနက ေျပာခဲ ့တဲ ့barrier potential က charge carriers ေတြကို မသြားနုိင္ေအာင္ တြန္းကန္ထားတဲ ့အခါမွာ majority carriers ေတြရဲ ့စီးဆင္းမွူကို ဆန္ ့က်င္ေနတာျဖစ္ပါတယ္။ ဘာလို ့လည္းဆိုေတာ ့ N-type ဘက္မွာ electrons ေတြက majority carriersေတြျဖစ္ျပီး P-type ဘက္မွာက holes ေတြက majority carriers ေတြျဖစ္လို ့ပါဘဲ။ ဒီေနရာမွာ စဥး္စားစရာ တစ္ခုက N-type ဘက္မွာ thermal energy ေၾကာင္ ့ျဖစ္လာတဲ ့ holesေတြကို negative potential barrierကို ျဖတ္ျပီး P-side ဘက္ဆီကို ဆြဲပါတယ္။ အဲလိုဘဲ P-type ဘက္မွာ thermal energy ေၾကာင္ ့ျဖစ္လာတဲ
္free electrons ေတြကို positive potential barrier ကို ျဖတ္ျပီး N-side ဘက္ဆီကို ဆြဲပါတယ္။ N-side မွာရွိတဲ ့ holes ေတြနဲ ့P-side မွာရွိတဲ ့electrons ေတြဟာ minority carriers ေတြ ျဖစ္ၾကဆိုတာ
သိျပီး ျဖစ္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင္ ့ barrier potential က junction ကို ျဖတ္ျပီး minority carriers ေတြရဲ ့စီးဆင္း မွူကို ေထာက္ပံ ့ပါတယ္။
အခု အေျခအေနေတြဟာ pn - junction ကို ျပင္ပကေန applied voltage လံုး၀ မေပးရေသးတဲ ့အေျခအေန ျဖစ္ပါတယ္။ သူ ့ကို voltage apply ေပးလိုက္လို ့ရွိရွင္ ဘာျဖစ္လာမယ္ဆိုတာ ေနာက္မွ ဆက္ ေဆြးေႏြးပါ ့အံုးမယ္။ အေျခခံအားျဖင့္ pn-junction ဟာ junction diode တခုဘဲ ျဖစ္ပါတယ္။ ဖတ္တဲ ့အတြက္ ေက်းဇူးတင္ပါတယ္။ :)

htetlinnaung
02-13-2010, 01:14 AM
ဒီေန ့ေတာ့ pn -junction နဲ ့ပတ္သက္ျပီးက်န္ေနတဲ ့ bias ေပးတဲ ့အခါ ဘယ္လို ျဖစ္လာလဲဆိုတာ ေဆြးေႏြးသြားပါမယ္။
ပထမဆံုး forward bias ေပးပါ ့မယ္ ။ Forward Bias ေပးတယ္ဆိုတာ အားလံုးသိတဲ ့အတိုင္း p-type ဘက္ကို positive polarity ေပးတာျဖစ္ျပီး N-type ဘက္ကုိ Negative polarity ေပးတာျဖစ္ပါတယ္။ ဒဲ့ (တိုက္ရုိက္) အမ်ိဳးတူ polarity ေပးတာျဖစ္ပါတယ္။ သိတဲ ့အတိုင္း အမ်ိဳးတူရင္ charge ေတြက အခ်င္းခ်င္းတြန္းကန္တာပါဘဲ။ ေအာက္က ပံုမွာၾကည့္ပါ။...
http://img714.imageshack.us/img714/3094/212201091608pm.png

အခုလို p-type က holes ေတြနဲ ့ n-type က electrons ေတြကို junction ဆီကုိ တြန္းပို ့လိုက္တဲ ့အခါမွာ ကြ်န္ေတာ္တို ့အစက junction ေနရာမွာျဖစ္ေနတဲ ့ depletion region ရဲ ့အက်ယ္က ျဖညး္ျဖည္းခ်င္း က်ဥ္းလာပါ
တယ္ ။ ထုိ ့အတူဘဲ barrier potential ကလည္း ျဖည္းျဖည္းခ်င္း ေလ်ာ ့က်လာပါတယ္။ ျဖညး္ျဖည္းျခင္း apply voltage ကို သုညကေန တုိးေပးလာတာ ေနာက္ဆံုးမွာ barrier potential လံုး၀ ေပ်ာက္သြားျပီး junction ကို ျဖတ္ျပီး
ေတာ့ charge carriers ေတြ စီးဆင္းနုိင္သြားပါတယ္။ ေအာက္က ပံုကို ၾကည့္ ပါ။ forward characteristic of pn-junction ကို ျပတဲ ့ graph ျဖစ္ပါတယ္။...
http://img402.imageshack.us/img402/5281/212201091632pm.png
ပံုမွာ ဆိုရင္ ေပးတဲ voltage Ef က barrier potential voltage ေတြျဖစ္တဲ ့ဂ်ာေမနီယမ္အတြက္ 0.3 V နဲ ့ စီလီကြန္အတြက္ဆိုရင္ 0.7 V ကို ေက်ာ္မွသာ If (forward current ) ရဲ ့တန္ဖိုးက linearly နီးပါး Ef တက္လာတာနဲ ့မ်ားလာပါတယ။ ဒီအခ်ိန္မွ pn-junction semiconductor ဟာ ရိုးရွင္းတဲ ့ resistor တစ္လံုးလို ဘဲ ျပ ုမွူ ေဆာင္ရြက္ပါေတာ့တယ္။

ဒီတခါ bias ကို ေျပာင္ျပန္ ေပးၾကည့္ပါမယ္။ reverse bias ေပးတယ္လို ့ေခၚပါတယ္။ ေအာက္ကပံုကို ၾကည္ ့ပါ။
http://img202.imageshack.us/img202/4306/rrrf.png

မတူေတာ့ ဆြဲၾကျပန္တာေပါ ့ဗ်ာ .. အင္းအခုလို N-type ဘက္ အီလတ္ထရြန္ေတြကို positive terminal ဆီကို ဆြဲသလို p-type ဘက္က Holes ေတြကို Negative terminal ဆီကို ဆြဲပါတယ္။ ဒီလိုနဲ ့ Depletion region
က ျဖညး္ျဖည္းခ်င္း က်ယ္လာပါတယ္။barrier potential ကလည္း apply voltage ၾကီးလာသလို လိုက္ၾကီးလာပါတယ္။ဒီလိုနညး္နဲ ့ junction ကို ျဖတ္ျပီး majority charge carriers ေတြ ျဖတ္သန္းဖို ့ မျဖစ္နုိင္ေတာ ့ပါဘူး။ Majority carriers ေတြ ျဖတ္မစီးနုိင္ေပမဲ ့ minority carriers ေတြကေတာ့ စီးဆင္းေနဆဲ ဘဲ ျဖစ္ပါတယ္။ဒါေၾကာင္ ့reverse characteristic of junction ကို ေအာက္က graph မွာ ၾကည္ ့နုိင္ပါတယ္။ ..
http://img521.imageshack.us/img521/7857/212201091737pm.png

ပံုမွာ သတိထားမိရမွာကေတာ့ minority carriers ေတြ junction ကို ျဖတ္ဖို ့ reverse bias အနည္းငယ္ဘဲ ေပးစရာ လိုပါတယ္။ ေနာက္ျပီး bias voltage ္တိုးေပးမဲ့ current က တက္မလာပါဘူး ။ အဲဒီ current ကို
reverse saturation current (Ir) လို ့ေခၚပါတယ္။ သာမန္အားျဖင့္ Ir ရဲ ့တန္ဖိုးက အလြန္ငယ္ပါတယ္။
စီလီကြန္ အတြက္ဆိုရင္ 1 micro ampere ဒါမွမဟုတ္ 1 nano ampere ထက္ငယ္ပါတယ္။ ဂ်ာေမနီယမ္ဆိုရင္ေတာ့ 10 micro ampere ထက္ ေက်ာ္နိုင္ပါတယ္.

ကြ်န္ေတာ္တို ့ အခုလို bias ေပးတာနဲ ့ပတ္သက္ျပီး မွတ္စရာ တခု က်န္ေသးတာကေတာ့ bias ေပးတဲ ့အခ်ိန္မွာျဖစ္လာတဲ ့ resistance တန္ဖိုးေတြပါဘဲ။ အခု current နဲ ့ voltage တန္ဖိုးေတြ ကို သိေနျပီ ျဖစ္လို ့ Ohm's Lawကိုသံုးျပီး resistance ကို တြက္ၾကည့္ နိုင္ပါတယ္။ Forward bias ေပးတဲ ့အခ်ိန္မွာ ဂ်ာေမနီယမ္အတြက္ တြက္ၾကည္ ့မယ္ဆိုရင္ 0.3 V ကို 4 m A နဲ ့စားၾကည့္ရင္ 80 Ohm ရမွာျဖစ္ပါတယ္ ။ 100 A စီးရင္ေတာင္ မွ 3.2 Ohm သာ ရွိပါေသးတယ္ ။ဆိုလိုခ်င္တာက Forward bias ေပးတဲ ့အခ်ိန္မွာlow resistance ဘဲ ၇ွိတယ္ဆိုတာပါဘဲ။
Reverse bias ေပးတဲ ့အခ်ိန္မွာတြက္ၾကည္ ့မယ္ဆိုရင္ေတာ့ 5 V ကို 1 micro A နဲ ့စားၾကည့္ရင္ 5 M Ohm ရွိပါတယ္။ 50 V ဆိုလိုရွိရင္ေတာ့ 50MOhm ရမွာျဖစ္ပါတယ္။ ဆုိလိုတာက reverse bias ေပးတဲ ့အခ်ိန္မွာ
ံ့high resistance ရွိတယ္ဆိုတာပါဘဲ။
တကယ္ေတာ့ အခုလို pn-junction က junction diode တစ္ခုလိုဘဲ ဆုိတာ သိျပီးျဖစ္မွာပါ။ diode ေတြမွာေတာ့ အမ်ိဳးအစားေတြ ထက္ျပီး အမ်ားအျပားရွိပါေသးတယ္ ။ သံုးတဲ ့ေနရာ ့ ေတြကလညး္ အမ်ိဳးမ်ိဳးပါဘဲ ။ diode
နဲ ့ပတ္သတ္ျပီး အနည္းငယ္ ေနာက္မွ ဆက္ေဆြးေႏြးပါ ့မယ္။ အခုေတာ့ ဒီေလာက္ပါဘဲ။ ေက်းဇူးတင္ပါတယ္ :) :)

htetlinnaung
02-14-2010, 07:30 AM
အစကေတာ့ ကြ်န္ေတာ္ ဒီေန ့ diode နဲ ့ပတ္သတ္ျပီး အေျခခံအေၾကာငး္အရာ အနညး္ငယ္ကို စတင္ျပီး ေဆြးေႏြးမလို ့ရည္ရြယ္ထားပါတယ္။ ဒါေပမဲ ့အခ်ိန္ကလညး္ မရဘူးျဖစ္ေနလို ့ အခုအနည္းငယ္ နာမည္ေလးေတြဘဲ
ေဆြးေႏြးလိုက္ပါတယ္။
Diode ဟာ two active electrode ပါ၀င္တဲ ့ two- terminal device တစ္ခုျဖစ္ပါတယ္။ သူရဲ ့အဓိက ထူးျခားခ်က္ကေတာ့current flow (လွ်ပ္စစ္စီးဆင္းမွု) ကို only one direction (လားရာတစ္ခု) ဘဲ ခြင္ ့ျပ ုျခင္းျဖစ္ပါတယ္။အေျခခံအားျဖင္ ့ေတာ့ သူ ့ကိုwaveforms ေတြကို rectify လုပ္ဖို ့ရည္ရြယ္ျပီး သံုးပါတယ္။ အျခားေနရာေတြမွာလည္း သံုးပါေသးတယ္။ Diode အမ်ိဳးအစားေတြ အမ်ားအျပားရွိပါတယ္။ ေအာက္က list မွာၾကည္ ့နိုင္ပါတယ္။
၁။ Light Emitting Diode (LED)
၂။ Avalanche Diode
၃။ Laser Diode
၄။ Schottky Diodes
၅။ Zener diode
၆။ Photo diode
၇။ Varicap Diode or Varactor Diode
၈။ Rectifier Diode
၉။ PIN diode,
၁၀။point contact diode
၁၁။ signal diode
၁၂။ step recovery diode
၁၃။ tunnel diode
၁၄။ gold doped diode
၁၅။ power diode
၁၆။ General Purpose diode
၁၇။ current limiting diodes
၁၈။ GUNN and IMPATT diode
၁၉။ Transient Voltage Suppressor diodes (TVS)
၂၀။ RF diode
၂၁။ High Voltage Diodes
၂၂။ Step-recovery diodes
၂၃။ diode Arrays အစသျဖင္ ့ရွိပါတယ္။ အေသးစိတ္ တစ္ခုခ်င္းကို ေလ ့လာဖို ့ဆိုရင္ေတာ့ မလြယ္ဘူးထင္တယ္ဗ်။ အလုပ္လုပ္ရင္း စာသင္ရင္း စာဖတ္ရင္းနဲ ့မွ သိသြားနိုင္မွာပါ။ ျပီးမွ အဆင္ေျပ ရင္

့ တခုခ်င္းစီနဲ ့ပတ္သတ္တဲ့ အနညး္ငယ္ကို ကြ်န္ေတာ္ဖတ္ထားသမွ် အနည္းငယ္ေဆြးေႏြးသြားပါ ့မယ္။ အေသးစိတ္ အခ်က္အလက္မ်ားကို သိရွိနားလည္သူမ်ားမွ အခ်ိန္ရလွ်င္ ၀င္ေရာက္ ေဆြးေႏြးေပးေစလိုပါတယ္။

htetlinnaung
02-18-2010, 05:26 AM
ဒီေန ့ေတာ့ diode ေတြက တခု ျဖစ္တဲ့ LED အေၾကာငး္ စျပီး ေဆြးေႏြးပါ ့မယ္။Diode ေတြထဲမွာ လူတိုင္း ၾကားဖူးရင္းႏွီးေနတဲ ့ တခုကေတာ့ Light-Emitting Diode(LED)ဘဲ ျဖစ္ပါတယ္။
သူရဲ ့အဓိက အလုပ္ကေတာ့ အလင္း(Light) ထုတ္ေပးဖို ့ျဖစ္ပါတယ္။ ကဲ ေလ ့လာၾကည္ ့ပါမယ္။ Wikipedia မွာလညး္ေတာ္ေတာ္စံုေအာင္ေရးထားပါတယ္။ စိတ္၀င္စားပါက ေအာက္ပါလင္ ့ကေန သြားဖတ္ၾကည္ ့နိုင္ပါသည္။
http://en.wikipedia.org/wiki/Light-emitting_diode
အလင္းဘာလို ့ထြက္လာလည္းဆိုတာ ၾကည္ ့ၾကရေအာင္။ LED ကို Forward Bias ေပးလိုက္တဲ ့အခါမွာ p-side(anode) ကေန n-side( cathode) ကို current စီးပါတယ္။ အဲဒီအခ်ိန္မွာ charge carriers ေတြျဖစ္တဲ ့
electrons နဲ ့ holes ေတြက junction ဆီကို ေရာက္တဲ ့အခါ recombination ျဖစ္ပါတယ္။ အီလတ္ထရြန္ကholes နဲ ့ ေပါင္းမိတဲ ့ အခါမွာ energy level နိမ္ ့သြားပါတယ္။ အဲဒီအခါမွာ photon အျဖစ္နဲ ့ energy
ကို ထုတ္ေပးပါတယ္။ အဲဒီအခါမွာ ထြက္လာတဲ ့အေရာင္က pn-junction ျဖစ္ဖို ့သံုးထားတဲ ့ semiconductormaterial ရဲ ့ band gap ေပၚမွာမူတည္ပါတယ္။ LED မွာ Silicon နဲ ့Germanium ကို မသံုးပါဘူး။ သူတို ့က
ျမင္နိုင္တဲ ့အလင္းမထြက္ပါဘူး။LED ကို Gallium-based materials ေတြနဲ ့ျပ ုလုပ္ထားပါတယ္။
ဒါဆိုရင္ ဘယ္လိုအေရာင္ေတြထြက္နိုင္လဲဆိုတာ ၾကည္ ့ရေအာင္ပါ။ရနိုင္တဲ ့အေရာင္ေတြကေတာ့ အနီ(red) ၊ လိေမၼာ္(orange)၊ အမ္ဘာ(amber) ၊အ၀ါ(yellow) ၊အစိမ္း(green) ၊အျပာ(blue) ၊အျဖဴ(white)
တို ့ဘဲ ျဖစ္ပါတယ္။ ျမင္သာေအာင္ ေအာက္က ပံုေတြမွာၾကည္ ့ပါ။
http://img186.imageshack.us/img186/5674/217201095228pm.png
အဲဒီအေရာင္ေတြကို ဘယ္ေပၚမွာ မူတည္ေနလဲဆိုတာ ဆက္ၾကည္ ့ရေအာင္ပါ. ။ ကြ်န္ေတာ္တို ့အားလံုးသိတဲ ့အတိုင္းပါဘဲ မ်က္လံုးနဲ ့ျမင္ေနရတဲ ့အလင္းအေရာင္ေတြက သူတို ့ရဲ ့ လွိဳင္းအလ်ား(wave length)ေတြရွိပါတယ္။ အၾကမ္းအားျဖင္ ့
လူတစ္ေယာက္ရဲ ့မ်ာက္လံုးဟာ 400 nm နဲ ့760nm ၾကားမွာရွိတဲ ့အေရာင္ေတြကို ျမင္နုိင္ပါတယ္။ အေရာင္နဲ ့လွိုင္းအလ်ားဘယ္ေလာက္ေတြ ရွိတယ္ဆိုတာ ေအာက္က ပံုမွာ ၾကည္ ့ပါ။
http://img404.imageshack.us/img404/9593/217201095954pm.png
http://img717.imageshack.us/img717/330/2172010101314pm.png

ေနာက္ ေအာက္က ဇယားမွာ LED ကို လုပ္ထားတဲ ့ Materials ေတြနဲ ့သူရဲ ့ wave length ေတြကို ေတြ ့နိုင္ပါတယ္။
wave length ေတြကို nano meter(NM) နဲ ့ေဖာ္ျပပါတယ္။ဇယားထဲမွာ lpk(NM) လို ့ေရးထားပါတယ္။ Wikipedia မွာ
လည္း အဲလိုဇယားတစ္ခုကို ေတြ ့နုိင္ပါတယ္။ အထက္မွာေပးထားတဲ ့လင္ ့အတိုင္း သြားၾကည္ ့နုိင္ပါတယ္။
http://img294.imageshack.us/img294/9361/2172010101825pm.png
အထက္ပါဇယားထဲမွာ ေနာက္ထပ္ေတြရတဲ ့ Lv (mcd) နဲ ့ Viewing angle ေတြကလည္း LED မွာ အေရးပါတဲ ့parameters ေတြျဖစ္ပါတယ္။ lv(mcd) ကေတာ့ အလင္းျပင္းအား( luminous intensity) ကို ေျပာတာျဖစ္ပါတယ္။ millicandela(mcd) နဲ ့ေဖာ္ျပပါတယ္။ အၾကမ္းအားျဖင့္ေတာ ့ သူက စီးဆင္းတဲ ့ current ပမာဏနဲ ့တုိက္ရိုက္အခ်ိဳးက်ပါတယ္။ တိုင္းတဲ ့အခါမွာ on-axis measurement ( အမွတ္တခုေပၚမွာက်တဲ ့အလင္းပမာဏ) ကို သံုးပါတယ္။ ကြ်န္ေတာ္တို ့
ပံုမွန္ incandescent lamps ေတြမွာလို spherical candlepower(MSCP) မ်ိဳးလိုတိုင္းတာမဟုတ္ပါဘူး။ အေသးစိတ္ေတာ ့ မလိုအပ္ပါဘူး ။အီလတ္ထေရာနစ္သမားတစ္ေယာက္အေနျဖင့္ အသံုုးျပဳဖို ့ေရြးခ်ယ္မယ္ဆိုရင္ စဥး္စားနိုင္ေအာင္လို ့ အခ်က္တစ္ခုအေနျဖင္ ့သိထားဖို ့လိုပါတယ္၊
ေနာက္ တခု viewing angle ဆိုတာ အလင္းျဖန္ ့ထြက္တဲ ့ ေထာင့္ကို ေျပာတာျဖစ္ပါတယ္။ ေအာက္က ပံုေလးေတြမွာ ၾကည္ ့ပါ။..
http://img708.imageshack.us/img708/3845/2172010112408pm.png
ပံုမွာ ျပထားတဲ ့ 1/2 Theta angle က ခုနကေျပာခဲ ့တဲ ့on-axis မွာ ရွိတဲ ့ luminous intensity တ၀က္ရွိေနတဲ ့angle ျဖစ္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင့္ ကြ်န္ေတာ္တို ့ဇယားမွာျပထားတဲ ့ angle တန္ဖိုးေတြက 2 Theta 1/2 ေတြ ျဖစ္ပါတယ္။ ဆိုလိုတာက full viewing angle အျဖစ္ေဖာ္ျပတာျဖစ္လို ့ ၂ ဆေျမာက္ျပီး ျပထားတာပါ.။ viewing angle ေတြဟာသံုးထာတဲ ့ LED Chip ေတြနဲ ့ အလင္းကို ျဖန္ ့ဖို ့အေပၚက ထပ္ကာထားတဲ ့ epoxy lens
အေပၚမွာ မူတည္ပါတယ္။ ဒီေနရာမွာ မွတ္ထားဖို ့ရွိတာက highest luminious intensity (mcd)က viewing angle အျမင္ ့ဆံုး အမ်ားဆံုးမဟုတ္ပါဘူး။ mcd တန္ဖိုးမ်ားေလ viewing angle က
က်ဥး္သြားေလျဖစ္ပါတယ္။
ေနာက္ ကြ်န္ေတာ္တို ့ထြက္လာတဲ ့အလင္းရဲ ့visibility (viewing angle) ကို တုိးလာေအာင္ encapsulation နဲ့ အတူ LED Chip အေရအတြက္ကို တိုးျခင္းအားျဖင္ ့လည္း လုပ္နိုင္ပါတယ္။
the shape of encapsulation က LED ကထြက္လာတဲ့ အလင္းကို ခ်ဲ ့ေပးဖို ့ Lens(မွန္ဘီလူး)အျဖစ္ ေဆာင္ရြက္ေပးတာ ျဖစ္ပါတယ္။ေအာက္က ပံုေတြမွာ ၾကည္ ့နိုင္ပါတယ္။
http://img109.imageshack.us/img109/9039/2172010112418pm.png

က်န္တဲ ့အပိုင္းေလးေတြကို ဆက္ပါအံုးမယ္။

htetlinnaung
03-02-2010, 06:05 AM
ဒီတစ္ခါေတာ ့ကြ်န္ေတာ္တို့ LED ေတြကို ယေန ့ဘယ္လိုေနရာေတြမွာ သံုးေနလဲဆိုတာ ၾကည့္ရေအာင္ပါ။ အင္း ေျပာသာေျပာရတာ သံုးတဲ့ ေနရာေတြက အမ်ားၾကီးဘဲ ။ ;D ဘာလို ့ဒီပို ့စ္ကို ေရးရလဲဆိုရင္ေတာ့ LED
ေတြက ေတာ္ေတာ္ မ်ားမ်ားေနရာေတြမွာ သံုးလာလို ့ အီလတ္ထေရာနစ္ကို ေလ ့လာေနသူမ်ား အေနျဖင့္ စိတ္၀င္စားလာျပီး LED ေတြကို အေသးစိပ္ေလ ့လာ ခ်င္စိတ္ ေပၚလာေအာင္လို ့ပါ။ ကြ်န္ေတာ္ကိုယ္တိုင္
မလုပ္နိုင္ေပမဲ ့ က်န္တဲ ့သူေတြ လုပ္ခ်င္ကိုင္ခ်င္စိတ္ေလးမ်ား ေပၚလာေစခ်င္လို ့ပါ။ တျခား အီလတ္ထေရာနစ္ကို မေလ့လာသူမ်ားအေနျဖင့္လညး္ ဗဟုသုတ ရေစခ်င္လို ့ပါ။ကဲ စ ၾက ပါစို ့..
၁။ indicator ေတြအျဖစ္သံုးပါတယ္။ ကြ်န္ေတာ္တို ့ electronic ckt ေတြမွာ switch ON ထားလား OFF ထားလား ၊ ဘယ္ Mode ၊ဘယ္ region၊ ဘယ္ channel မွာ အလုပ္လုပ္ေနတယ္ အစသျဖင့္သိရွိနိုင္ေအာင္ ညြန္ျပဖို ့သံုးပါတယ္။ ေအာက္ကလင့္မွာ ဗဟုသုတုအျဖစ္ၾကည့္နုိင္ပါတယ္။ေရာင္းတဲ ့ဆိုဒ္တစ္ခုပါ။
http://www.ledtronics.com/MarketApplication/MarketApp1.aspx?M=C0D19 (http://www.ledtronics.com/MarketApplication/MarketApp1.aspx?M=C0D19)
ေနာက္ဥပမာအေနျဖင့္ ေအာက္က ပံုကို ျမင္သာေအာင္ ေဖာ္ျပလိုက္ပါတယ္။
http://img20.imageshack.us/img20/9639/322010122509am.png
သူမွာလဲ size အမ်ိဳးမ်ိဳး၊ package အမ်ိဳမ်ိဳးရွိပါတယ္။ TV,Radio,Computer,Phone, ...စသည္တို ့တြင္ ့ကြ်န္ေတာ္တို ့ အျမဲတမ္းထိေတြ ့ျမင္ဘူးေနပါၾက ျဖစ္ပါတယ္။
၂။ ေနာက္တစ္ခုကေတာ့ LED ကို မွိတ္တုပ္မွိတ္တုပ္ တဖ်က္ဖ်က္လင္းေနေအာာင္ သံုးတဲ့ေနရာေတြရွိပါတယ္။
Flash LED လို ့ေခၚပါတယ္။ တစ္လံုးခ်င္းအေနနဲ့ေရာ အမ်ားၾကီးစုျပီး ထြက္လာတဲ ့အေရာင္ေတြ ကြန္ ့ျမဴးေအာင္ လုပ္ထားေတြေရာ အစံုရွိပါတယ္။ ျမင္သာေအာင္ ေျပာရမယ္ဆိုရင္ ရဲကားေတြ ရဲ ့အမိုးေ႔ပၚေတြမွာျဖစ္ျဖစ္၊ အေရးၾကီး ယာဥ္တန္းေတြရဲ ့ကားေတြမွာျဖစ္ျဖစ္ ေတြ ့နိုင္ပါတယ္။ေနာက္ျပီး အေရးေပၚအခ်က္ေပးတဲ ့အခါေတြမွာ အလင္းေရာက္ကို မိတ္လိုက္ဖြင္ ့လိုက္ နဲ ့အခ်က္ျပတဲ ့ေနရာေတြမွာလဲ သံုးပါတယ္။
http://img412.imageshack.us/img412/1838/captureqqe.png
http://img9.imageshack.us/img9/7136/32201012822am.png
တစ္လံုးထဲအေနနဲ ့ကေတာ့ ယခုေခတ္ mobile phone ေတြရဲ ့ကင္မရာေတြမွာ ထြက္လာတဲ့ အလင္းက Flash LED ကို သံုးထားတာျဖစ္ပါတယ္။
http://img710.imageshack.us/img710/9918/captureknb.png
ေနာက္ optical mouse ေတြမွာ ဖ်က္ဖ်က္နဲ ့သီးသန္ ့လွေအာင္ ထည္ ့သံုးတာေတြလည္းရွိပါတယ္။
http://img51.imageshack.us/img51/1268/58308092.png
ဒါအျပင္ LED က ထြက္လာတဲ ့အလင္းျပန္မွူကို သံုးျပီး mouse ရဲ ့ေရြ ့လ်ားမွူကို အာရံုခံ တဲ ့နညး္မွာလည္း သံုးပါတယ္။ လွပတဲ ့ Blue LED Mouse ကို ေအာက္က လင္ ့မွာ ၾကည္ ့ပါ။
http://blueledmouse.com/
အျခား ဟာေတြကိုေတာ့ ျမင္သာေအာင္ ေအာက္က youtubeက လင့္ေတြမွာ ၾကည္ ့နိုင္ပါတယ္။
http://www.youtube.com/watch?v=-kHj9wrbeX4&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=Hn1qMIVWruY&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=qKl-WEftNFI&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=upeOkgOLKfY&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=MMfie6UnMCc&feature=related
ကဲ ေနာက္ ဆက္ပါအံုးမယ္။ ေက်းဇူးတင္ပါတယ္ ..

htetlinnaung
03-03-2010, 07:26 AM
ဒီေန ့ LED ကို သံုးေနတဲ့ေနရာလးေတြ ဆက္ပါအံုးမယ္။
၃။ မီးပြိဳင္ ့ေတြမွာ traffic light အျဖစ္သံုးလာတာရွိပါတယ္။ power စာသံုးမွုနညး္တာရယ္၊ သက္တမ္းၾကာ ရွည္မွုတုိ့ေၾကာင္ ့ သံုးလာတာပါ။ေအာက္က အရင္တခါေပးဖူးတဲ ့လင့္မွာ ၾကည့္ပါ။
http://www.ledtronics.com/products/cat1.aspx?P=C0D7
http://img90.imageshack.us/img90/2040/captureiu.png
၄။ display လုပ္ဖို့ သံုးပါတယ္။ ပထမဆံုး လူသိမ်ားတဲ့ seven-segment display ေတြမွာလဲ သံုးပါတယ္။ကိန္းဂဏန္းေတြကို ေဖာ္ျပဖို ့အဓိက ျဖစ္ပါတယ္။
http://img200.imageshack.us/img200/56/90735257.png
ေနာက္ display ကေတာ့ စာလံုးေတြနဲ ့ အျခားလိုခ်င္တဲ့ ပံုရိပ္ေတြကိုပါ ျပနိုင္ဖို ့ သံုးတာျဖစ္ပါတယ္။ ရထားဘူတာေတြ ဘတ္စ္စေတရွင္ေတြ ေလဆိပ္ အေဆာက္အဦးေတြ အားကစားရံုေတြမွာ သတင္းအခ်က္
အလက္ေဖာ္ျပဖို ့သံုးတာျဖစ္ပါတယ္။
http://img532.imageshack.us/img532/7186/74315918.png
၅။ေနာက္ ျမန္မာလုိ ဓါတ္မီးေပါ ့။ အခုေခတ္မွာ သံုးလာေနတာ ေတြ ့ဘူးေနၾကျဖစ္ပါလိမ့္မယ္။Flashlight အျဖစ္သံုးတာပါ။
http://img69.imageshack.us/img69/6025/75789028.png
၆။အခုေနာက္ပိုင္းမွာ အလင္းေပးဖို ့အတြက္ LED ကို အစားထိုးသံုးလာေနပါျပီ။bulbs (မီးသီး)ေတြအစားေနရာယူလာတာျဖစ္ပါတယ္။
http://img38.imageshack.us/img38/6209/qazg.png
ဆက္ပါအံုးမယ္ . :)