Дамжуулагч хагас дамжуулагч ба тусгаарлагчийн гол ялгаа нь дамжуулагч нь өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай, хагас дамжуулагч нь завсрын дамжуулагчтай, харин тусгаарлагч нь үл тоомсорлох дамжуулалттай байдаг.
Дамжуулагч, хагас дамжуулагч, тусгаарлагч нь цахилгаан дамжуулах чанараас хамааран ямар ч материалыг ангилж болох гурван ангилал юм.
Кондуктор гэж юу вэ?
Дамжуулагч буюу цахилгаан дамжуулагч нь нэг буюу хэд хэдэн чиглэлд цэнэгийн урсгалыг зөвшөөрдөг цахилгаан техникийн объект юм. Өөрөөр хэлбэл, дамжуулагч материалууд өөрсдөө цахилгаан гүйдэл дамжуулдаг. Хамгийн түгээмэл цахилгаан дамжуулагч нь металл ба металл объект юм. Эдгээр материалд цахилгаан гүйдэл нь сөрөг цэнэгтэй электронуудын урсгал, эерэг цэнэгтэй нүхнүүд, заримдаа эерэг ба сөрөг ионуудын улмаас үүсдэг.
Хамгийн гол нь цахилгаан гүйдэл дамжуулагчаар дамжих үед гүйдэл үүсч байгаа газраас гүйдлийн зарцуулалт үүсэх цэг рүү цэнэглэгдсэн бөөмс явах шаардлагагүй. Энд цэнэглэгдсэн тоосонцор нь хөршдөө хязгаарлагдмал хэмжээний эрчим хүчийг түлхэх хандлагатай байдаг бөгөөд энэ нь хөрш зэргэлдээх бөөмсүүдийн хоорондох гинжин урвал хэлбэрээр явагддаг бөгөөд гинжин хэлхээний төгсгөлд байгаа хэсгүүд нь хэрэглэгчийн объект руу хүчийг түлхэж байдаг. Тиймээс бид гар утасны цэнэглэгч хоорондын урт гинжин импульсийн дамжуулалтыг ажиглаж болно.
Зураг 01: Цахилгаан дамжуулагч
Дамжуулагчийн эсэргүүцэл ба дамжуулалтын талаархи хоёр чухал баримтыг авч үзэхэд эсэргүүцэл нь материалын найрлага, хэмжээсээс хамаардаг бол дамжуулалт нь эсэргүүцэлээс хамаарна. Түүнээс гадна дамжуулагчийн температур үүнд ихээхэн нөлөөлдөг. Зөвхөн металл гэлтгүй электролит, хагас дамжуулагч, хэт дамжуулагч, плазмын төлөв, бал чулуу зэрэг зарим металл бус дамжуулагч зэрэг дамжуулагчийн өөр хэлбэрүүд бас байж болно.
Хагас дамжуулагч гэж юу вэ?
Хагас дамжуулагч гэдэг нь дамжуулагч ба тусгаарлагчийн дамжуулалтын хоорондох цахилгаан дамжуулах чанарын утгатай материал юм. Хамгийн гол нь эдгээр материалын эсэргүүцэл нь температур нэмэгдэхэд буурах хандлагатай байдаг. Нэмж дурдахад бид материалын болор бүтцэд хольц (энэ процессыг "допинг" гэж нэрлэдэг) нэвтрүүлэх замаар хагас дамжуулагчийн дамжуулалтыг өөрчилж болно. Тиймээс бид эдгээр материалыг маш чухал ач холбогдолтой өөр өөр хэрэглээнд ашиглаж болно.
Нэг талст бүтцэд өөр өөр хольцтой бүтэцтэй хоёр бүс нь хагас дамжуулагчийн уулзвар үүсгэдэг. Эдгээр уулзварууд нь диод, транзистор болон бусад орчин үеийн электроникийн цэнэгийн тээвэрлэгчдийн үйл ажиллагааны суурь болдог.
Хагас дамжуулагч материалын зарим нийтлэг жишээнд цахиур, германий, галлийн арсенид, металлоид элементүүд орно. Хагас дамжуулагч үүсгэхэд ашигладаг хамгийн түгээмэл материал бол лазер диод, нарны зай юм. Богино долгионы давтамжийн нэгдсэн хэлхээ гэх мэт нь цахиур, германи юм.
Зураг 02: Хагас дамжуулагч – Цахиур
Допингийн процессын дараа болор бүтэц дэх цэнэг тээвэрлэгчдийн тоо хурдацтай нэмэгддэг. Хагас дамжуулагч дотор чөлөөтэй нүхнүүд эсвэл чөлөөт электронууд байж болох бөгөөд энэ нь дамжуулалтыг сайжруулахад тусалдаг. Хэрэв материал нь илүү чөлөөтэй нүхтэй бол бид үүнийг "p-type" хагас дамжуулагч гэж нэрлэдэг бөгөөд хэрэв чөлөөт электронууд байвал "n-type"-д хамаарна. Допингийн явцад бид сурьма, фосфор, хүнцэл зэрэг таван валент химийн элементүүд эсвэл бор, галли, индий зэрэг гурван валентын атомуудыг нэмж болно. Үүнээс гадна бид температурыг нэмэгдүүлэх замаар хагас дамжуулагчийн дамжуулалтыг нэмэгдүүлэх боломжтой.
Тусгаарлагч гэж юу вэ?
Тусгаарлагч нь чөлөөт урсгалтай цахилгаан гүйдэл дамжуулах боломжгүй материал юм. Учир нь энэ төрлийн материалын атомууд нь атомуудтай нягт холбоотой электронуудтай бөгөөд амархан хөдөлж чаддаггүй. Эсэргүүцлийн шинж чанарыг авч үзэхэд эсэргүүцэл нь дамжуулагч ба хагас дамжуулагчтай харьцуулахад маш өндөр байдаг. Тусгаарлагчийн хамгийн түгээмэл жишээ бол металл бус материал юм.
Гэхдээ тэдгээрт цахилгаан гүйдэл дамжуулах чадвартай цөөн тооны хөдөлгөөнт цэнэг агуулагддаг тул төгс тусгаарлагч гэж байдаггүй. Нэмж дурдахад, материалд хангалттай хэмжээний хүчдэл хэрэглэх үед бүх тусгаарлагч нь цахилгаан дамжуулагч болох хандлагатай байдаг бөгөөд энэ нь электронуудыг атомаас салгаж чаддаг. Энэ нь тусгаарлагчийн эвдрэлийн хүчдэл юм.
Тусгаарлагчийн хэрэглээ өөр өөр байдаг бөгөөд үүнд цахилгаан дамжуулагчийг гүйдэл дамжуулахгүйгээр тусгаарлах, дэмжих цахилгаан тоног төхөөрөмж үйлдвэрлэдэг. Цаашилбал, тусгаарлагчийн уян хатан бүрээсийг ихэвчлэн цахилгаан утас, кабельд тусгаарлагдсан утас хийхэд ашигладаг. Учир нь бие биедээ хүрч болох утаснууд нь хөндлөн холболт, богино холболт үүсгэж, галын аюул үүсгэдэг.
Дамжуулагчийн хагас дамжуулагч ба тусгаарлагчийн ялгаа нь юу вэ?
Дамжуулагч, хагас дамжуулагч, тусгаарлагч нь цахилгаан дамжуулах чанараас хамааран ямар ч материалыг ангилж болох гурван ангилал юм. Дамжуулагчийн хагас дамжуулагч ба тусгаарлагчийн гол ялгаа нь дамжуулагч нь өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай, хагас дамжуулагч нь завсрын дамжуулалтыг харуулдаг бол тусгаарлагч нь үл тоомсорлодог.
Дараах хүснэгтэд дамжуулагч хагас дамжуулагч ба тусгаарлагчийн ялгааг зэрэгцүүлэн харьцуулж харуулав.
Хураангуй – Дамжуулагч ба Хагас дамжуулагч ба Тусгаарлагч
Дамжуулагч, хагас дамжуулагч, тусгаарлагч нь цахилгаан дамжуулах чанараас хамааран ямар ч материалыг ангилж болох гурван ангилал юм. Дамжуулагч хагас дамжуулагч ба тусгаарлагчийн гол ялгаа нь дамжуулагч нь өндөр цахилгаан дамжуулах чадвартай, хагас дамжуулагч нь завсрын дамжуулалттай байдаг бол тусгаарлагч нь үл тоомсорлодог цахилгаан дамжуулалттай байдаг.
