पी-एन जंक्शन विभाजन

पी-एन जंक्शन अलगाव एक ऐसी विधि है जिसका उपयोग इलेक्ट्रॉनिक घटकों को विद्युत रूप से अलग करने के लिए किया जाता है, जैसे कि ट्रांजिस्टर, एक एकीकृत सर्किट (आईसी) पर रिवर्स बायस्ड पी-एन जंक्शनों के साथ घटकों के आसपास।

परिचय

अर्धचालक सामग्री के साथ एक आईसी पर एक ट्रांजिस्टर, रोकनेवाला, संधारित्र या अन्य घटक के आसपास, जो सब्सट्रेट डोपेंट की एक विपरीत प्रजाति का उपयोग करके डोप किया जाता है, और इस आसपास की सामग्री को एक वोल्टेज से जोड़ता है जो पी-एन जंक्शन को रिवर्स-बायस बनाता है, यह एक ऐसा क्षेत्र बनाना संभव है जो घटक के चारों ओर विद्युत रूप से पृथक कुआं बनाता है।

ऑपरेशन

मान लें कि वेफर (इलेक्ट्रॉनिक्स) पी-टाइप सेमीकंडक्टर | पी-टाइप सामग्री है। यह भी मान लें कि एन-टाइप सेमीकंडक्टर की एक अंगूठी | एन-टाइप सामग्री को ट्रांजिस्टर के चारों ओर रखा जाता है, और ट्रांजिस्टर के नीचे रखा जाता है। यदि एन-टाइप रिंग के भीतर पी-टाइप सामग्री अब बिजली आपूर्ति के नकारात्मक टर्मिनल से जुड़ी है और एन-टाइप रिंग सकारात्मक टर्मिनल से जुड़ी है, तो पी-टाइप क्षेत्र में 'इलेक्ट्रॉन होल' दूर खींच लिया जाता है। p-n जंक्शन से, जिससे अचालक अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई बढ़ जाती है। इसी तरह, क्योंकि n-प्रकार का क्षेत्र सकारात्मक टर्मिनल से जुड़ा है, इलेक्ट्रॉनों को भी जंक्शन से दूर खींच लिया जाएगा।

यह प्रभावी रूप से संभावित अवरोध को बढ़ाता है और आवेश वाहकों के प्रवाह के विरुद्ध विद्युत प्रतिरोध को बहुत बढ़ाता है। इस कारण से जंक्शन पर कोई (या न्यूनतम) विद्युत प्रवाह नहीं होगा।

पी-एन सामग्री के जंक्शन के मध्य में, रिवर्स वोल्टेज को स्टैंड-ऑफ करने के लिए एक कमी क्षेत्र बनाया जाता है। उच्च वोल्टेज के साथ कमी क्षेत्र की चौड़ाई बड़ी हो जाती है। रिवर्स वोल्टेज बढ़ने पर विद्युत क्षेत्र बढ़ता है। जब विद्युत क्षेत्र एक महत्वपूर्ण स्तर से आगे बढ़ जाता है, तो जंक्शन टूट जाता है और हिमस्खलन डायोड द्वारा करंट प्रवाहित होने लगता है। इसलिए, इस बात का ध्यान रखा जाना चाहिए कि सर्किट वोल्टेज ब्रेकडाउन वोल्टेज से अधिक न हो या विद्युत अलगाव बंद हो जाए।

इतिहास

साइंटिफिक अमेरिकन, सितंबर 1977, खंड 23, संख्या 3, पीपी 63–9 में प्रकाशित माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स नामक एक लेख में, रॉबर्ट नॉयस ने लिखा:

एकीकृत परिपथ, जैसा कि हमने 1959 में फेयरचाइल्ड सेमीकंडक्टर में इसकी कल्पना की और इसे विकसित किया, ट्रांजिस्टर और अन्य सर्किट तत्वों के पृथक्करण और अंतर्संबंध को भौतिक रूप से करने के बजाय विद्युत रूप से पूरा करता है। पृथक्करण pn डायोड, या रेक्टिफायर्स को शुरू करके पूरा किया जाता है, जो करंट को केवल एक दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देता है। इस तकनीक को कर्ट लेहोवेक ने स्प्रेग इलेक्ट्रिक कंपनी में पेटेंट कराया था।

स्प्रैग इलेक्ट्रिक कंपनी के इंजीनियर कर्ट लेहोवेक ने दायर किया U.S. Patent 3,029,366 1959 में पी-एन जंक्शन अलगाव के लिए, और 1962 में पेटेंट प्रदान किया गया था। उन्हें बताया गया है (सेमीकंडक्टर मेमोरी सेल पर अपने व्याख्यान के दौरान) ने कहा है कि मुझे इससे [पेटेंट] कभी भी एक पैसा नहीं मिला। हालांकि, आई टी हिस्ट्री राज्यों को इतिहास में संभवतः सबसे महत्वपूर्ण आविष्कार के लिए कम से कम एक डॉलर का भुगतान (प्रो फॉर्मा) किया गया था, क्योंकि यह प्रकाश उत्सर्जक डायोड और सौर सेल के आविष्कार में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाई थी, दोनों लाउ वाई शिंग लेहोवेक भी कहते हैं +solar+cell+invented+from+p-n+junction+isolation&source=bl&ots=-JEh5bqU8V&sig=ACfU3U1Z9BoLY149q7rJSGTyz08SkGy-Iw&hl=en&sa=X&ved=2ahUKEwjU_9z44b7qAhWQoXIEHaRMBVUQ6AEwAHoECAcQAQ#v=onepage&q=kurt%20lehovec%20solar%20cell%20invented%20from%20p- एन%20जंक्शन%20आइसोलेशन&f=झूठा अग्रणी का अनुसंधान।

1959 में जब रॉबर्ट नॉयस ने मोनोलिथिक इंटीग्रेटेड सर्किट का आविष्कार किया, तो पी-एन जंक्शन अलगाव का उनका विचार होर्नी की प्लानर प्रक्रिया पर आधारित था। 1976 में, नॉयस ने कहा कि, जनवरी 1959 में, उन्हें लेहोवेक के काम के बारे में पता नहीं था।

यह भी देखें

• लोकोस
• उथली खाई अलगाव

संदर्भ

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