ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳ(Semiconductor)

ຫາກພິຈາລະນາຄວາມສາມາດໃນການນຳກະແສໄຟຟ້າແບ່ງອອກເປັນ 3 ປະເພດ

1. ສະນວນ ແມ່ນວັດສະດຸປະເພດທີ່ບໍ່ນຳກະແສໄຟຟ້າ
2. ຕົວນຳ ແມ່ນວັດສະດຸທີ່ນຳໄຟຟ້າໄດ້ດີ
3. ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳ (ເຊິ່ງວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳນີ້ແຫຼະເນາະທີ່ເຮົາຈະມາລົງເລິກໃນມື້ນີ້) ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳ ຄືວັດສະດຸທີ່ນຳໄຟຟ້າໄດ້ ແລະບໍ່ໄດ້ເທົ່າກັບຕົວນຳເມື່ອຢູ່ໃນສະພາບບໍລິສຸດ

ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳ semiconductor ເປັນວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດໃນການນຳໄຟຟ້າຢູ່ລະຫວ່າງຕົວນຳ ແລະຊະນວນ ຖືກນຳໄປໃຊ້ເຮັດເປັນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຫຼາຍຢ່າງເຊັ່ນ chip ຫຼື ຊີພີຢູ ທີ່ເປັນຕົວປະມວນຜົນທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດຂອງຄອມພິວເຕີ

ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳຖືກນຳໃຊ້ໃນ Rectifier (ວົງຈອນດັດກະແສ)ຕັ້ງແຕ່ປີ ຄສ 1847 ອີໜຶ່ງສະຕະວັດຕໍ່ມາ Bardeen ,Brattain ແລະ Shockley ໄດ້ຄິດຄົ້ນທຣານຊິສເຕີໄດ້ສຳເລັດໃນປີ 1947 ສານເຄິ່ງຕົວນຳກໍໄດ້ຮັບຄວາມນິຍົມ ຖືກນຳມາໃຊ້ຢ່າງກ້ວາງຂວາງ ແລະເປັນບາດກ້າວໜຶ່ງແຫ່ງຄວາມກ້າວໜ້າໃນວົງການເອເລັກໂຕຣນິກ

ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳສ້າງມາຈາກຫຍັງ?

   ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳເຮັດມາຈາກທາດທີ່ມີຈຳນວນ ເອເລັກຕຣອນອິດສະຫຼະ ຢູ່ໜ້ອຍ ທີ່ນິຍົມໃຊ້ແມ່ນທາດ ຊິລິຄອນ Si (silicon) ແລະ ເຈິມານຽມ Ge (Germanium) ນອກຈາກນັ້ນຍັງໃຊ້ທາດທີ່ຢູ່ໃນກຸ່ມໃກ້ຄຽງເຊັ່ນ B (boron)  As (Arsenic) Sb (Stibium) Te (tellurium) ໃນການປຸງແຕ່ງ Si ແລະ Ge ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ທາດປະສົມໃໝ່ທີ່ມີຄຸນສົມບັດສະເພາະເພື່ອໄປໃຊ້ເຮັດເປັນວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳ.

ຊິລິຄອນ ແລະ ເຈີມານຽມມີວາເລັນ ອີເລັກຕຣອນ 4 ຕົວ ແຕ່ອີເລັກຕຣອນທັງໝົດຈະບໍ່ເທົ່າກັນໂດຍຊິລິຄອນຈະມີອີເລັກຕຣອນທັງໝົດ 14 ຕົວ ສ່ວນເຈີມານຽມມີ 32 ຕົວ

ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳ ຖືກນຳໄປໃຊ້ໃນການສ້າງອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກແທນການໃຊ້ຫຼອດສູນຍາກາດ

ຂໍ້ດີຂອງການໃຊ້ສານເຄິ່ງຕົວນຳໃນການຜະລິດອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນ ເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນມີຂະໜາດນ້ອຍ ນຳ້ໜັກເບົາ ບໍ່ຕ້ອງໃຊ້ຄວາມຮ້ອນໃນການອຸ່ນໃສ້ຫຼອດ ມີຄວາມທົນທານ ກິນໄຟໜ້ອຍ ແລະລາຄາຖືກ ບໍລິສັດໃຫຍ່ໆທີ່ຜະລິດ semiconductor ສ່ວນຫຼາຍຈະຢູ່ໄຕ້ຫວັນ TSMC of Taiwan, ອະເມຣິກາ Intel ແລະເກົາຫຼີ Samsung

2. ປະເພດຂອງວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳ

ປະເພດຂອງສານເຄິ່ງຕົວນຳ

ສານເຄິ່ງຕົວນຳມີ 2 ປະເພດຄື:

1. Single-crystal: ສານເຄິ່ງຕົວນຳບໍລິສຸດເຊັ່ນ Si ແລະ Ge (ສານເຄິ່ງຕົວນຳບໍລິສຸດນີ້ເນາະຄືທາດເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ຍັງບໍ່ໄດ້ເຕີມສານເຈືອປົນ ຫຼື(doping) ໃດໆລົງໄປໃນທາດ)
2. Compound-crystal: ສານເຄິ່ງຕົວນຳບໍ່ບໍລິສຸດ ເຊັ່ນ GaAS(gallium arsenide), CdS(Cadmium sulfide ຊຸນຟົວ) (ແລະຍັງມີທາປະສົມອື່ນອີກເຊັ່ນ GaN(Gallium nitride), GaAsP(Gallium Arsenide Phosphide)

ເຫດຜົນທີ່ມີການປະສົມທາດນັ້ນກໍເພາະວ່າ ສານເຄິ່ງຕົວນຳບໍລິສຸດ ບໍ່ສາມາດນຳໄຟຟ້າໄດ້ດີເທົ່າກັບຕົວນຳ ຈຶ່ງໄດ້ມີການປຸງແຕ່ງທາດເຄມີເພື່ອໃຫ້ໄດ້ສານເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ມີຄຸນສົມບັດນຳໄຟໄດ້ຂຶ້ນ

ສານເຄິ່ງຕົວນຳບໍ່ບໍລິສຸດແບ່ງອອກເປັນສອງຊະນິດຄື ຊະນິດ N ເປັນສານເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ມີການເຈືອປົນສານໃນກຸ່ມຕົວນຳຂ້າງຄຽງຊະນິດທີ່ມີ valence electron 5 ຕົວເຊັ່ນ: As (Arsenic), Sb (Stibium), P (Phosphorus) ຈະເຮັດໃຫ້ມີເລັກຕຣອນຕົວທີ 5 ທີ່ເກີດຈາກການເກາະກ່ຽວແບບ covalent bond ກາຍເປັນອີເລັກຕຣອນອິດສະຫຼະ ແລະສາມາດນຳກະແສໄດ້ ແລະສະແດງປະຈຸໄຟຟ້າລົບອອກມາ

ຊະນິດ P 8 ເປັນສານເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ມີການເຕີມສານເຈືອປົນໃນກຸ່ມສານຕົວນຳຂ້າງຄຽງຊະນິດທີ່ມີ valence electron 3 ຕົວ ເຊັ່ນ: B (boron) Ga (gallium) In (Indium) ເຮັດໃຫ້ເກີດມີ bond ທີ່ບໍ່ສົມບູນຂຶ້ນ ເປັນສາເຫດເຮັດໃຫ້ເກີດ hole ອິດສະຫຼະ ແລະສາມາດນຳກະແສໄຟຟ້າໄດ້ ແລະສະແດງປະຈຸໄຟຟ້າບວກອອກມາ

ສະຫຼຸບ

ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳ ຫຼື Semiconductor ຄືວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດນຳໄຟຟ້າຢູ່ລະຫວ່າງສະນວນ ແລະ ຕົວນຳ ເຊິ່ງຖືກນຳໄປໃຊ້ໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກ ສ້າງມາຈາກສານເຄິ່ງຕົວນຳເຊັ່ນ ຊະລິຄອນ ແລະເຈີມານຽມ ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳມີສອງຊະນິດຫຼັກໆຄື ຊະນິດN ແລະ P ວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳມີຫຼາຍຢ່າງ ເຊິ່ງແຕ່ລະອັນກໍມີຄຸນສົມບັດ ແລະໜ້າທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄປ ເຮົາມັກຈະເຫັນວັດສະດຸເຄິ່ງຕົວນຳໃນ circuit board ແລະ ໃນເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າແທບທຸກຢ່າງ

More

ວາເລັນ ອີເລັກຕຣອນ ຄືເອເລັກຕຣອນຊັ້ນນອກສຸດຂອງອາຕອມ(ສາມາດສັງເກດໃນຕາຕະລາງທາດທີ່ມີການຈັດກຸ່ມແຕ່ລະທາດຕາມວາເລັນອີເລັກຕຣອນ)

ເອເລັກຕຣອນອິດສະຫຼະ ຄືອີເລັກຕຣອນທີ່ບໍ່ຖືກຍຶດໄວ້ກັບອາຕອມໃດໜຶ່ງຈຶ່ງສາມາດເຄື່ອນທີ່ໄດ້ຢ່າງອິດສະຫຼະ

ຫຼອດສູນຍາກາດ ແມ່ນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ໃຊ້ເພື່ອຂະຫຍາຍສັນຍານເອເລັກໂຕຣນິກຖືກໃຊ້ໃນໂທລະພາບ ແລະວິທະຍຸໃນຊ່ວງສະຕະວັດທີຊາວ ມີຄວາມສາມາດຄ້າຍຄືໄດໂອດ ແລະທຣານຊິສເຕີ ແຕ່ຫຼັງຈາກການຄົ້ນພົບທຣານຊິສເຕີກໍເຮັດໃຫ້ຫຼອດສູນຍາກາດເລີ່ມໝົດຄວາມນິຍົມ
ທຣານຊິສເຕີ ເປັນອຸປະກອນຂະຫຍາຍສັນຍານ
bond ຄືການເກາະກ້ຽວພັນທະທາງເຄມີ ຂອງອາຕອມທີ່ໃຊ້ການແຊຣເອເລັກຕຣອນ
covalent bond ຄືການເກາະກ່ຽວຂອງອາຕອມເອີ້ນວ່າ bond or sharing ເຊິ່ງມີຫຼາຍລັກສະນະ ແຕ່ສຳລັບສານເຄິ່ງຕົວນໍາໂດຍທົ່ວໄປຈະເປັນແບບໂຄວາເລັນບອນທີ່ມີເອເລັກຕຣອນ້ກາະກ່ຽວກັນພຽງຊັ້ນນອກສຸດ

Questions

1. ຍ້ອນຫຍັງຈຶ່ງໃຊ້ຊິລິຄອນໃນການເຮັດ ຊິບ ເປັນທາດໂລຫະທີ່ສາມາດນຳໄຟ້າໄດ້ ແຕ່ບໍ່ຫຼາຍ, ທົນຄວາມຮ້ອນໄດ້ດີ ມີຈຸດເປື່ອຍສູງ

Referents

ລິ້ງທີ່ມາບົດຄວາມ

nectec

wikipedia

ສຳລັບໃຜທີ່ໃຊ້ Obisidian ລິ້ງນີ້ອາດມີປະໂຫຍດ😜.