අර්ධ සන්නායක පිළිබඳව විමසා බැලීමට ප්‍රථම අප පසුගිය ලිපිය තුළින් ඉලෙක්ට්‍රෝන තාක්ෂණවේදය සදහා පිවිසීමක් ලබා ගත්තා ඔබට මතක ඇති
අද අප මේ ලිපිය තුළින් බලාපොරොත්තු වන්නේ පෙර ලිපියේදී ඔබ දැන හදුනාගත් අර්ධ සන්නායක පිළිබඳව වැඩිදුර විමසා බැලීමටයි.
පෙර ලිපියේදී අප ඔබට ආවර්තිතා වගුවේ හතරවන කාණ්ඩයේ මූලද්‍රව්‍ය වන සිලිකන්(Si) හා ජර්මේනියම්(Ge) යන මූලද්‍රව්‍යය පරිසර උෂ්ණත්වයේදී ඉතා සුලු සන්නායකතාවක් දක්වන බව කීවා ඔබට මතක ඇති. ඉලෙක්ට්‍රොනික ක්ෂේත්‍රයේදී මේ අර්ධ සන්නායක මූලද්‍රව්‍යය ඉතා වැදගත් ස්ථානයක් හිමිකරගනු ලබයි.
නිසග අර්ධ සන්නායක (Intrinsic Semiconductors)
අඩු උෂ්ණත්ව තත්ව වලදී අර්ධ සන්නායක තුළින් විද්යුතය ගමන් කිරීමේ හැකියාව අවම මට්ටමක පවතී. උෂ්ණත්වය ක්‍රම ක්‍රමයෙන් ඉහළ නැංවුවහොත් අර්ධ සන්නායකවල ඉලෙක්ට්‍රෝන මුක්ත වීම සිදුවන අතර ඒ සමගද කුහර ඇතිවීමද සිදුවේ. මේ නිසාම නිදහස් වූ ඉලෙක්ට්‍රෝන ප්‍රමාණයට සමාන කුහර ප්‍රමාණයක්ද ජනනය වීම සිදුවේ. මේ නිසා උෂ්ණත්වය වැඩි අවස්ථාවක අර්ධ සන්නායකවල සන්නායකතාව වැඩිවේ.
අර්ධ සන්නායක තුළින් විද්යුතය සන්නයනය වීම සදහා ඉහත සදහන් කළ මුක්ත ඉලෙක්ට්‍රෝන මෙන්ම කුහරද දායක වේ. නිසග අර්ධ සන්නායකවල මුක්ත ඉලෙක්ට්‍රෝන හෝ කුහර ස්ථිරවම නොපවතී. මේවායේ ඉලෙක්ට්‍රෝනවල සිදුවන අහඹු චලනයේදී ඇතැම් බන්ධනවලින් ඉලෙක්ට්‍රෝන මුක්ත වීම සිදුවේ. මෙලෙස ඇතිවන සිදුරුවලට මුක්ත තත්වයේ ඇති ඉලෙක්ට්‍රෝන ඇතුලත් වීම සිදුවේ.
කෙල්වින් 0දී සිලිකන් වල නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝන නැත
කාමර උෂ්ණත්වයේ සිලිකන් වල නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝන ඇත
කාමර උෂ්ණත්වයේදී මෙවැනි පිරිසිදු අර්ධ සන්නායකවලට නිසග අර්ධ සන්නායක යැයි කියනු ලැබේ.
අර්ධ සන්නායක ලෙස සිලිකන්(Si), ජර්මේනියම්(Ge) වැනි මූලද්‍රව්‍යවලට අමතරව සෙලීනියම්(Se) සහ ටෙලුයිරියම්(Ti) වැනි මූලද්‍රව්‍යයද කොපර් ක්ලෝරයිඩ්(CuCl2), කොපර් ඔක්සයිඩ්(CuO), සින්ක් ඔක්සයිඩ්(ZnO)සහ ගැලියම් ආසනයිට්(GaCN) වැනි සංයෝගද භාවිතා කරනු ලැබේ.
ඉහත සදහන් කළ නිසග අර්ධ සන්නායකවල සන්නායකතාව ඉහළ නැංවිය හැකි වන්නේ උෂ්ණත්වය ඉහළ නැංවීම තුළින් පමණකි. මීට අමතරව අර්ධ සන්නායකවල සන්නායකතාවය පාලනය කිරීම සදහා තවත් ක්‍රමයක් ඇත. එහිදී සිදුවන්නේ ආවර්තිතා වගුවේ 3 වන හා 5 වන කාණ්ඩවල මූලද්‍රව්‍යය ස්වල්ප ප්‍රමාණයක් අර්ධ සන්නායක ව්යූහය තුළට එකතු කිරීමයි. මෙසේ සිදුකිරීම තුළින් අප සාදාගන්නා අර්ධ සන්නායක බාහ්‍ය අර්ධ සන්නායක ලෙස හැදින්වේ. මෙම 3 වන හා 5 වන කාණ්ඩවල මූලද්‍රව්‍යය එකතු කිරීමේ ක්‍රියාවලිය “මාත්‍රණය” ලෙස හදුන්වයි.
මෙලෙස එකතු කරන මූලද්‍රවයය “අපද්‍රව්‍යය” ලෙස හදුන්වන අතර මේ අපද්‍රව්‍යය මාත්‍රණය තුළින් දෙයාකාරයක අර්ධ සන්නායක නිපදවා ගත හැකිය.
1. p වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක
2. n වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක
අප මීලග ලිපිය තුළින් මෙම p වර්ගයේ හා n වර්ගයේ අර්ධ සන්නායක නිපදවන ආකාරය පිළිබඳව විමසා බැලීමට සූදානම්. එතෙක් මෙම ලිපිය ඔබගේ අනෙකුත් මිතුරන්ටත් කියවීමට සමාජ ජාලා තුළට බෙදා ගන්න.
(මෙම ලිපිය සැකසුනේ අධ්‍යාපන ප්‍රකාශන දෙපාර්තමේන්තුවේ ඉංජිනේරු තාක්ෂණවේදය 8 වන ග්‍රන්ථය ඇසුරෙනි.)
