تحقیق آشنایی با ساختمان و عملکرد نیمه هادی دیود و ترانزیستور…

دسته: برق

حجم فایل: 28 کیلوبایت

تعداد صفحه: 34

نیمه هادی ها و ساختمان داخلی آنها

نیمه هادی ها عناصری هستند که از لحاظ هدایت، ما بین هادی و عایق قرار دارند، و مدار آخر نیمه هادیها، دارای 4 الکترون می‌باشد.

ژرمانیم و سیلیکون دو عنصری هستند که خاصیت نیمه هادی ها را دارا می‌باشند و به دلیل داشتن شرایط فیزیکی خوب، برای ساخت نیمه هادی دیود ترانزیستور، آی سی (IC) و… مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ژرمانیم دارای عدد اتمی‌32 می‌باشد.

این نیمه هادی، در سال 1886 توسط ونیکلر کشف شد.

این نیمه هادی، در سال 1810توسط گیلوساک و تنارد کشف شد. اتمهای نیمه هادی ژرمانیم و سیلیسیم به صورت یک بلور سه بعدی است که با قرار گرفتن بلورها در کنار یکدیگر، شبکه کریستالی آنها پدید می‌آید.

اتم های ژرمانیم و سیلیسیم به دلیل نداشتن چهار الکترون در مدار خارجی خود تمایل به دریافت الکترون دارد تا مدار خود را کامل نماید. لذا بین اتم های نیمه هادی فوق، پیوند اشتراکی برقرار می‌شود.

بر اثر انرژی گرمائی محیط اطراف نیمه هادی، پیوند اشتراکی شکسته شده و الکترون آزاد می‌گردد. الکترون فوق و دیگر الکترون هائی که بر اثر انرژی گرمایی بوجود می‌آید در نیمه هادی وجود دارد و این الکترون ها به هیچ اتمی‌وابسته نیست.

د ر مقابل حرکت الکترون ها، حرکت دیگری به نام جریان در حفره ها که دارای بار مثبت می‌باشند، وجود دارد. این حفره ها، بر اثر از دست دادن الکترون در پیوند بوجود می‌آید.

بر اثر شکسته شدن پیوندها و بو جود آمدن الکترون های آزاد و حفره ها، در نیمه هادی دو جریان بوجود می‌آید. جریان اول حرکت الکترون که بر اثر جذب الکترون ها به سمت حفره ها به سمت الکترون ها بوجود خواهد آمد و جریان دوم حرکت حفره هاست که بر اثر جذب حفره ها به سمت الکترون ها بوجود می‌آید. در یک کریستال نیمه هادی، تعداد الکترونها و حفره ها با هم برابرند ولی حرکت الکترون ها و حفره ها عکس یکدیگر می‌باشند.

1. نیمه هادی نوع N وP

از آنجایی که تعداد الکترونها و حفره های موجود در کریستال ژرمانیم و سیلیسیم در دمای محیط کم است و جریان انتقالی کم می‌باشد، لذا به عناصر فوق ناخالصی اضافه می‌کنند.

هرگاه به عناصر نیمه هادی، یک عنصر 5 ظرفیتی مانند آرسنیک یا آنتیوان تزریق شود، چهار الکترون مدار آخر آرسنیک با چهار اتم مجاور سیلسیم یا ژرمانیم تشکیل پیوند اشتراکی داده و الکترون پنجم آن، به صورت آزاد باقی می‌ماند.

بنابرین هر اتم آرسنیک، یک الکترون اضافی تولید می‌کند، بدون اینکه حفره ای ایجاد شده باشد. نیمه هادی هایی که ناخالصی آن از اتم های پنج ظرفیتی باشد، نیمه هادی نوع N نام دارد.

خرید

مطالب مرتبط

نقش عدم پیش بینی کلاهک در سنجش لیزرهای صفحه نازک…

دسته: فنی و مهندسی

حجم فایل: 802 کیلوبایت

تعداد صفحه: 18

نقش عدم پیش بینی کلاهک در سنجش لیزرهای صفحه نازک

طراحی بهینه از یک لیزر صفحه نازک قدرتمند نشان دهنده یک توافق و سازش بین افزایش خود به خودی تابش (ASE) ، بیش از حد گرم شدن و از دست رفتن رفت و برگشتی می باشد. افزایش قدرت یک ترکیب از لیزر با صفحه نازک از یک لایه غیر پیش بینی شده مرز داده شده در سراسر لایه فعال برای کاهش دادن از دست رفتن ASE که به صورت آنالیزی تخمین زده شده است، ساخته شده است. قوانین سنجش برای پارامترهای یک لیزر صفحه ای برای هر دو مورد با و بدون کلاهک ضد ASE پیشنهاد شده است. پیش بینی های مربوط به حداکثر قدرت قابل دسترس برای یک ماده لیزری مشخص با داده های آزمایشگاهی منتشر شده مقایسه شده است. کلاهک ضد ASE اجازه افزایش حداکثر قدرت خروجی نسبی برای مربع لگاریتم از دست رفتن رفت و برگشتی را می دهد.

خرید

مطالب مرتبط

تکنولوژی نیمه هادى اکسید فلزى تکمیلى-نانو وایر-سیلیکون با ولتاژ قابل تنظیم…

  • عنوان لاتین مقاله: Dopant-Independent and Voltage-Selectable Silicon- Nanowire-CMOS Technology for Reconfigurable Logic Applications
  • عنوان فارسی مقاله: تکنولوژی نیمه هادى اکسید فلزى تکمیلى-نانو وایر-سیلیکون با ولتاژ قابل تنظیم و مستقل به عامل ناخالصی برای کاربردهای منطقی قابل تنظیم مجدد.
  • دسته: برق و الکترونیک
  • فرمت فایل ترجمه شده: WORD (قابل ویرایش)
  • تعداد صفحات فایل ترجمه شده: 11
  • ترجمه سلیس و روان مقاله آماده خرید است.

خلاصه

در این مقاله، ما مشخصات ساخت یک تکنولوژی CMOS نانووایر با قابلیت تنظیم ولتاژ، به منظور بالا بردن انعطاف در طراحی مدار و کاربردهای منطقی قابل تنظیم مجدد را گزارش می دهیم. ساختارهای NW سیلیکونی با اتصالات Schotty_S/D روی لایه سیلیکون-بر-عایق (SOI) ، به منظور ساخت ترانزیستورهای CMOS-مانند تک قطب نابسته به عامل ناخالصی استفاده شده اند. انتخاب نوع وسیله (PMOS یا CMOS) با بکاربری یک بایاس بک-گیت انجام شده است. قابلیت برنامه نویسی چند بعدی این روش در ساخت اینورتر VS-NW-CMOS نشان داده شده است.

مقدمه

نانووایرهای سیلیکون (Si_NW) شدیدن توسط گروه های تحقیقاتی مورد بررسی قرار گرفته و به عنوان جایگزین امیدوار کننده ای برای تکنولوژی های ترانزیستور بر مبنایMOSFET استاندارد، در نظر گرفته شدند؛ نظر باینکه کوچک کردن مقیاس های هندسی کلاسیک وسایل ها MOSFET به بن بست رسیده اند [1]. اگرچه، از آنجایی که ترانزیستورهای نوع n ونوع p سنگ بنای اصلی منطق MOS مکمل امروزی _یعنی ساده ترین وسیلۀ آن، اینورتر [3] می باشد؛ آنطور که پیداست ویژگی ambipolar [2] نانو وایرها یک سد راه می باشند؛ ساخت از پایین به بالای NW مورد بحث ما، روش رشد گاز-مایع-جامد، اغلب با تکنولوژی استاندارد CMOS، بدلیل مواد کاتالیزور استفاده شده، و نیز نیاز دماهای رشد بالا در طی فرآیند ساخت_ سازگار نمی باشد. مشکلات حل نشدۀ دیگری نیز در طی افزودن ناخالصی ظاهر می شوند (برای مثال تجزیۀ عامل ناخالصی) [4 و 5]، بنابراین استفاده از نانووایرهای توسعه یافته در مجموعه های مدار مجتمع با اندازه های بزرگ، خیلی امکان پذیر نمی باشد. همان طور که خواهید دید، بیشتر این دغدغه ها می تواند با ساخت بالا-به-پایین وسایل Si-NW تک قطب، با کنتاکت های Schottky برای درین و سورس، برطرف شود. به علاوه، روش ما بر مبنای کنترل با نوع-ترانزیستور (یعنی PMOS یا NMOS) وسیله، توسط ولتاژ back-gate می باشد؛ که منجر به این می شود که راه برای مشخصه های ترانزیستوری قابل کلیدزنی، تغییر یافتنی باشد.

  • فرمت: zip
  • حجم: 2.08 مگابایت
  • شماره ثبت: 411

خرید

مطالب مرتبط

پایان نامه منابع تغذیه سوئیچینگ…

مقدمه:

منابع تغذیه سوئیچینگ امروزه و بخصوص از سال ۱۹۹۰ به این طرف جای خود را در تمامی دستگاه های الکتریکی و در صنایع الکترونیک، مخابرات، کنترل، قدرت، ماهواره ها، کشتی ها، کامپیوترها، موبایل، تلفن و… به دلیل ارزانی قیمت و کم حجم بودن و راندمان بالا باز کرده اند. به همین دلیل اکنون همه کشورهای جهان حتی در جهان سوم به طراحی و ساخت این نوع از منابع تغذیه پرکاربرد می پردازند. اما با این وجود متأسفانه هنوز این منبع تغذیه در ایران ناشناخته مانده و همه روزه مقدار زیادی از بیت المال المسلمین در راه ساخت منابع تغذیه غیر ایده آل و یا خرید این گونه منابع تغذیه سوئیچینگ از کشور خارج می شود.

چکیده:

کلیه مدارات الکترونیکی نیاز به منبع تغذیه دارند. برای مدارات با کاربرد کم قدرت از باطری یا سلولهای خورشیدی استفاده می شود. منبع تغذیه به عنوان منبع انرژی دهنده به مدار مورد استفاده قرار می گیرد. حدود ۲۰ سال است که سیستمهایی پر قدرت جای خود راحتی در مصارف خانگی هم باز کرده اند و این به دلیل معرفی سیستمهای جدید برای تغذیه مدارات قدرت است.

این منابع تغذیه کاملاً خطی عمل می نمایند. این نوع منابع را منابع تغذیه سوئیچینگ می نامند. این اسم از نوع عملکرد این سیستمها گرفته شده است. به این منابع تغذیه اختصاراً SMPS نیز می گویند. این حروف برگرفته از نام لاتین Switched Mode Power Supplies است.

راندمان SMPS بصورت نوعی بین ۸۰% الی ۹۰% است که ۳۰% تا ۴۰% آنها در نواحی خطی کار می کنند. خنک کننده های بزرگ که منابع تغذیه گلوله قدیمی از آنها استفاده می کردند، در SMPS ها دیگر به چشم نمی خورند و این باعث شده که از این منابع تغذیه بتوان در توانهای خیلی بالا نیز استفاده کرد.

در فرکانسهای بالای کلیدزنی از یک ترانزیستور جهت کنترل سطح ولتاژ DC استفاده می شود. با بالا رفتن فرکانس ترانزیستور، دیگر خطی عمل نمی کند و نویز مخابراتی شدیدی را با توان بالا تولید می نماید. به همین سبب در فرکانس کلیدزنی بالا از المان کم مصرف Power MOSFET استفاده می شود. اما با بالا رفتن قدرت، تلفات آن نیز زیاد می شود. المان جدیدی به بازار آمده که تمامی مزایای دو قطعه فوق را در خود جمع آوری نموده است و دیگر معایب BJT و Power MOSFET را ندارد. این قطعه جدید IGBT نام دارد. در طی سالهای اخیر به دلیل ارزانی و مزایای این قطعه از IGBT استفاده زیادی شده است.

امروزه مداراتی که طراحی می شوند، در رنج فرکانسی MHZ و قدرتهای در حد MVA و با قیمت خیلی کمتر از انواع قدیمی خود می باشند.

فروشنده های اروپائی در سال ۱۹۹۰ میلادی تا حد ۲ میلیارد دلار از فروش این SMPS ها درآمد خالص کسب نمودند. ۸۰% از SMPS های فروخته شده در اروپا طراحی شدند و توسط کارخانه های اروپائی ساخت آنها صورت پذیرفت. درآمد فوق العاده بالای فروش این SMPS ها در سال ۱۹۹۰ باعث گردید که شاخه جدیدی در مهندسی برق ایجاد شود.

این رشته مهندسی طراحی منابع تغذیه سوئیچینگ نام گرفت.

یک مهندس طراح منابع تغذیه سوئیچینگ بایستی که در کلیه شاخه های زیر تجربه و مهارت کافی کسب کند و همیشه اطلاعات بروز شده در موارد زیر داشته باشند:

۱- طراحی مدارات سوئیچینگ الکترونیک قدرت.

۲- طراحی قطعات مختلف الکترونیک قدرت.

۳- فهم عمیقی از نظریه های کنترلی و کاربرد آنها در SMPS ها داشته باشد.

۴- اصول طراحی را با در نظر گرفتن سازگاری میدانهای الکترومغناطیسی منابع تغذیه سوئیچینگ با محیط انجام دهد.

۵- درک صحیح از دفع حرارت درونی (انتقال حرارت به محیط) و طراحی مدارات خنک کننده موثر با راندمان زیاد.

فهرست مطالب

عنوان صفحه

فصل اول- انواع منابع تغذیه…

۱-۱منبع تغذیه خطی…

۱-۱-۱ مزایای منابع تغذیه خطی…

۱-۱-۲ معایب منبع تغذیه خطی…

۱-۱-۲-۱ بزرگ بودن ترانس کاهنده ورودی…

۱-۲ منبع تغذیه غیر خطی (سوئیچینگ)…

۱-۲-۱ مزایای منبع تغذیه سوئیچینگ…

۱-۲-۲ معایب منابع تغذیه سوئیچینگ…

فصل دوم – یکسوساز و فیلتر ورودی…

۲-۱ یکسوساز ورودی…

۲-۲ مشکلات واحد یکسوساز ورودی و روش های رفع آن ها…

۲-۲-۱ استفاده از NTC…

۲-۲-۲ استفاده از مقاومت و رله…

۲-۳-۲ استفاده از مقاومت و تریاک…

۲-۳-۱ روش تریستور نوری…

فصل سوم – مبدل های قدرت سوئیچنیگ…

۳-۱ مبدل فلای بک غیر ایزوله…

۳-۲ مبدل فوروارد غیر ایزوله…

فصل چهارم – ادوات قدرت سوئیچینگ…

۴-۱ دیودهای قدرت…

۴-۱-۱ ساختمان دیودهای قدرت…

۴-۱-۲ انواع دیود قدرت…

۴-۱-۲-۱ دیودهای با بازیابی استاندارد یا همه منظوره…

۴-۱-۲-۲ دیودهای بازیابی سریع و فوق سریع…

۴-۱-۲-۳ دیودهای شاتکی…

۴-۲ ترانزیستور دوقطبی قدرت سوئیچینگ…

۴-۳ ترانزیستور ماس فت قدرت سوئیچینگ…

فصل پنجم – مدارهای راه انداز…

۵-۱ مدارهای راه انداز بیس…

۵-۱-۱ راه انداز شامل دیود و خازن…

۵-۱-۲ مدار راه انداز بهینه…

۵-۱-۳ راه اندازهای بیس تناسبی…

۵-۲ تکنولوژی ساخت ترانزیستورهای ماس فت…

فصل ششم – واحد کنترل PWM…

۶-۱ نحوه کنترل PWM…

۶-۲ معرفی تعدادی از مدارهای مجتمع کنترل کننده PWM…

۶-۲-۱ مدار مجتمع مد جریانی خانواده ۵/۴/۳/۸۴۲ (۳)…

۶-۲-۲ مدار مجتمع کنترل کننده مُد جریانی از نوع سی ماس…

۶-۲-۳ مدر مجتمع مد ولتاژی P/FP ۱۶۶۶۶ HA…

۶-۲-۴ مدار مجتمع مد ولتاژی…

۶-۲-۵ مدار مجتمع مد جریانی…

۶-۲-۶ مدار مجتمع مد جریانی…

فصل هفتم – سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر…

۷-۱ سوئیچینگ ولتاژ صفر و جریان صفر…

۷-۲ مبدل فلای بک ولتاژ صفر ساده…

۷-۳ مبدل های سوئیچینگ نرم ولتاژ صفر…

۷-۳-۱ مبدل تشدیدی موازی…

۷-۳-۲ مبدل تشدیدی سری…

۷-۳-۳ مبدل تشدیدی سری –موازی…

۷-۳-۴ پل تشدیدی با فاز انتقال یافته…

۷-۴ سوئیچینگ نرم جریان صفر…

فصل هشتم – تجزیه و تحلیل چند منبع تغذیه سوئیچینگ…

۸-۱ مدار مجتمع…

۸-۲ مدار مجتمع…

۸-۳ مدار مجتمع P/FP ۱۶۶۶۶ HA…

۸-۴ مدار مجتمع…

۸-۵ مدار مجتمع…

۸-۶ مدار مجتمع TOPxxx…

فصل نهم – برخی ملاحظات جانمایی…

مقدمه…

۹-۱ سلف…

۹-۲ فیدبک…

۹-۳ خازن های فیلتر…

۹-۴ مسیر زمین…

۹-۵ چند نمونه طرح جانمایی…

۹-۶ خلاصه…

۹-۷ فهرست قوانین طرح جانمایی…

خرید

مطالب مرتبط

ماتریس کنترل پی- کیو مبدل مبتنی بر کنترل کننده یکپارچه پخش توان ...…

چکیده

در سال های اخیر، با توجه به مشکلات محیطی و اقتصادی، ساخت ماشین جدید قدرت و خط انتقال مشکل شده است. از این رو بهتر است به منظور افزایش قابلیت انتقال قدرت از خطوط انتقال موجود را تا محدوده حرارتی به جای ساخت خطوط انتقال جدید استفاده کرد. برای بالا بردن توانایی قدرت، کنترل کننده FACTS مانند SSC، TCSC، SVC توسعه یافته است. اما این کنترل کننده ها به طور جداگانه نمی توانند توان واقعی و راکتیو را جبران کنند. از این رو کنترل کننده به نام، کنترل جریان توان یکپارچه (UPFC) با استفاده از دو کنترل کننده سری و شنت با یک لینک خازن DC مشترک توسعه داده شده است. این خازن معایبی مانند قابلیت اطمینان مؤثر، هزینه بالا و غیره را دارد. این مقاله یک توپولوژی جدید برای UPFC بر اساس طرحی ماتریس مبدل پیشنهاد می کند. مبدل های ماتریس (MCS) اجازه می دهد که مبدل توان ac/ac مستقیم بدون لینک های ذخیره انرژی dc بنابراین MC مبتنی برUPFC (MC-UPFC) حجم و هزینه را کاهش می دهد، کاهش تلفات توان خازن، همراه با قابلیت اطمینان بالاتر است. مبانی نظری کنترل توان مستقیم (DPC) بر اساس روش های کنترل مدل لغزشی برای مدل دینامیکیMC-UPFC از جمله فیلتر ورودی تاسیس شده اند. در نتیجه، توان اکتیو و راکتیو خط، همراه با تغذیه AC توان راکتیو، می تواند به طور مستقیم با انتخاب مبدل ماتریس مناسب کنترل شده و حالت سوئیچینگ پاسخ دینامیکی و حالت پایدار را تضمین می کند.

مقدمه

مفهوم UPFC اصلی، در دهه نود توسط L. Gyugyi، معرفی شد. [1] شامل دو مبدل AC-DC با استفاده از گیت خاموش کردن تریستوری (GTO) است، پشت سرهم از طریق لینک DC مشترکشان با استفاده از ولتاژ بالا ذخیره سازی DC خازن ها متصل شده اند. این ترتیبات می تواند به عنوان مبدل قدرت سوئیچینگ AC-AC برگشت پذیر ایده آل عمل کند، که در آن توان می تواند در هر دو جهت بین ترمینال های AC دو مبدل جریان داشته باشد خازن های لینک DC برخی از قابلیت ذخیره انرژی برای مبدل های پشت سر هم که به کنترل جریان توان کمک می کند را فراهم می کنند.

خرید

مطالب مرتبط