අර්ධ සන්නායක - Semi Conductors
මෙම පාඩම හැදෑරීමෙන් ඔබට
අර්ධ සන්නායකයක,
නිදහස් ආරෝපන,
නිසග අර්ධ සන්නායක,
බාහ්‍ය අර්ධ සන්නායක,
P වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක,
N වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක,
සන්ධි ඩයෝඩය, පිළිබඳව අධ්‍යයනය කළ හැකිය
අර්ධ සන්නායක - හැඳින්වීම
යම් ද්‍රව්‍යයක විදුලි සන්නයනයට හේතු වන්නේ එම ද්‍රව්‍යෙය් පරමාණුවල ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන සමහරකට නිදහසේ ගමන් කිරීමට ඇති හැකියාවයි. ලෝහ පරමාණුවල බාහිර කවචවල ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන පරමාණුවේ න්‍යෂ්ටියට තදින් බැඳී නොපවතින හෙයින් නිදහසේ හැසිරෙයි. පරිවාරක ද්‍රව්‍යවල පරමාණු අතර ඇති බන්ධන (සහසංයුජ) ප්‍රබල වීම හේතුකොටගෙන නිදහසේ හැසිරිය හැකි ඉලෙක්ට්‍රෝන ඇත්තේ ඉතා අල්ප ප්‍රමාණයකි.
මේ අතර සමහර ද්‍රව්‍ය විදුලිය සුළු ප්‍රමාණයක් සන්නයනය කරයි. එවැනි දව්‍ය අර්ධ සන්නායක (Semiconductors) ලෙස හඳුන්වනු ලැබේ. ස්ඵටික ආකාරයෙන් පවතින සිලිකන් (Si), ජර්මේනියම් (Ge) වැනි දුව්‍ය මෙවැනි ගුණ දක්වයි. හතරවන කාණ්ඩයේ පවතින සිලිකන් (Si) මූලද්‍රව්‍යයට එම ගුණය ලැබෙන ආකාරය හඳුනා ගැනීමට පහත වීඩියෝව නරඹන්න.
අර්ධ සන්නායකවල විද්‍යුතය සන්නයනය සඳහා දායක වන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන පමණක් නොවේ. ධන ආරෝපණ සහිත කුහරයකට යාබද පරමාණුවක ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් පැනීම නිසා කුහරය පිහිටන ස්ථානය වෙනස් විය හැකිය. මෙලෙස පරමානුවෙන් පරමානුවට මාරුවෙමින් දැලිස පුරා ගමන් කිරීම මගින් කුහරවලට ද ධාරාවක් ගෙන යෑමට දායක විය හැකිය. දැලිස තුළ ඇති නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝන සෘණ ආරෝපිත ධාරා වාහක ලෙස ක්‍රියා කරන අතර, කුහර ධන ආරෝපිත ධාරා වාහක ලෙස ක්‍රියා කරයි.
සිලිකන් (Si) වැනි නිසඟ අර්ධ සන්නායකයකට බෝරෝන් (B) වැනි මූලද්‍රව්‍යය ඉතා ස්වල්පයක් මිශ්‍ර කිරීමෙන් හෙවත් මාත්‍රණය කිරීමෙන් සිදු වන දෑ බලමු. අවසාන කවචයේ ඉගෙකට්‍රෝන 4 ක් බැගින් තිබෙන සිලිකන් දැලිසකට, අවසාන කවචයේ ඉගෙකට්‍රෝන 3 ක් බැගින් තිබෙන බෝරෝන් පරමාණුවක් මාත්‍රණය කිරීමෙන් සහසංයුජ බන්ධන ඇතිවන අකාකරයත්, එවැනි සිලිකන් දැලිසකට ම අවසාන කවචයේ ඉගෙකට්‍රෝන 5 ක් බැගින් තිබෙන ආසනික් (As) පරමාණුවක් මාත්‍රණය කිරීමෙන් සහසංයුජ බන්ධන ඇතිවන අකාකරයත් පහත වීඩියෝවෙන් අධ්‍යයනය කරන්න.
මේ අනුව, සිලිකන් දැලිසකට බෝරෝන් මාත්‍රණය කිරීමෙන් ඇතිවන බන්ධන වලදී ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් හිඟ වීම හෙවත් කුහර සෑදීමත්, සිලිකන් දැලිසකට ආසනික් මාත්‍රණය කිරීමෙන් ඇතිවන බන්ධන වලදී ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් වැඩිවීම වීම හෙවත් නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝන ඇතිවීමත් සිදුවේ. මෙසේ වැඩිපුර කුහර සෑදෙන අර්ධ සන්නායක P - වර්ගයේ අර්ධ සන්නායකලෙසත් වැඩිපුර නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝන සෑදෙන අර්ධ සන්නායක n - වර්ගයේ අර්ධ සන්නායකයක ලෙසත් හැඳින්වේ.ඉහත ආකාරයට සකස්කරගත් p - වර්ගයේ හා n - වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක දෙකක් එකට සන්ධි කිරීමෙන් p - n සන්ධිය හෙවත් සන්ධි ඩයෝඩය සකස් කරනු ලැබේ. මෙවැනි සන්ධියක් සාමාන්‍ය සන්නායකයකට වෙනස් ලෙස විද්‍යුත් වශයෙන් හැසිරෙන ආකාරය විමසා බලමු.
ඉලෙක්ට්‍රොනික තාක්ෂණයේ නව මං හෙලිකිරීමට දායක වූ මෙම සන්ධි ඩයෝඩයෙන් ලබාගත හැකි වූ විවිධ ප්‍රයෝජන ඊළඟ පාඩමකින් ඉගෙන ගනිමු.