반도체 장치의 전자 기반 6가지 알아야 할 사항

반도체가 다이오드를 고안하다

다이오드는 P와 N이라는 두 개의 서로 다른 반도체 물질로 구성된 가장 단순한 형태의 반도체 장치입니다. 일반적으로 한 방향으로 전기 흐름을 허용하고 반대 방향으로 제한하는 데 사용됩니다.

P-type과 N 재료가 융합되면 PN Function을 형성합니다. 클린룸의 깨끗한 환경에서 해야 합니다. 전도도가 다른 물질을 부착할 때 음의 전자는 양전하를 끌어당겨 접합부에 일종의 경계를 형성합니다. 다른 유사한 전하는 밀어내어 전자와 양전하의 흐름이 평형을 이루는 교차점에 공핍 영역이 형성됩니다.

아시아 다이오드의 디자인은 순방향 또는 역방향 바이어스를 만들 수 있습니다.

반도체 장치 - 순방향 바이어스

P 측을 순방향 흐름에 연결하면 순방향 바이어스라고 하며 회로에 전기가 흐릅니다.

반도체 장치 - 역 바이어스

역 바이어스 구성에서 P 측을 더 음의 전압에 연결하므로 들어오는 전자가 반발됩니다. 회로의 전기 흐름을 차단합니다.

반도체 장치–응용

다이오드의 몇 가지 일반적인 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

1. 정류기의 다이오드

다이오드는 AC에서 DC로 전력을 정류하는 다양한 정류기 회로 설계에 도움이 됩니다. 다이오드를 사용하는 몇 가지 기본 유형의 정류기 회로는 다음과 같습니다.

1. 반파

2. 풀 웨이브 센터 탭

3. 풀 브리지

입력 AC의 각 반주기 동안 다이오드의 바이어스를 교번하여 전류를 DC로 정류합니다. 또한 리플 효과를 피하기 위해 이러한 회로에 커패시터를 사용할 수 있습니다.

클리퍼 회로의 다이오드

클리핑 회로는 FM 송신기에서 과도한 노이즈를 제거하는 데 도움이 됩니다. 사용된 다이오드 구성 유형에 따라 이러한 회로를 다음과 같이 분류할 수 있습니다.

1.시리즈 클리퍼

다이오드는 입력 전압의 양의 반 주기 동안 역방향 바이어스되고 음의 반원에 대해 순방향 바이어스됩니다.

1. 션트 클리퍼

다이오드는 이 회로에서 스위치 역할을 합니다. 양의 반 주기 동안 순방향 바이어스되고 음의 프로세스 동안에는 반대로 작동합니다.

클램핑 회로의 다이오드

클리퍼 회로가 피크 값을 제거하는 동안 클램퍼 회로는 피크 신호를 원하는 레벨로 이동하는 데 도움이 됩니다. DC 복원기 또는 레벨 시프터라고도 합니다. 클램핑 회로의 유형은 다음과 같습니다.

1. 포지티브 다이오드 구성

음수 피크는 0 레벨로 떨어지도록 고정됩니다.

1. 네거티브 다이오드 구성

양의 피크는 고정되고 0 레벨로 떨어집니다.

Logic Gates의 다이오드

논리 게이트는 AND, OR, NOT, NOR, XOR 등과 같은 논리 연산을 수행하는 데 사용됩니다. 논리 스위치의 저 및 고 임피던스 상태 개념을 역방향 및 순방향 바이어스에 적용하여 다이오드는 모든 유형의 논리 게이트를 구성할 수 있습니다. .

로직 1은 고전압에 해당하고 로직 0은 저전압에 해당합니다. 간단한 OR 게이트를 구성하려면 스위치가 있는 두 개의 다이오드를 사용할 수 있습니다. 두 스위치가 모두 열리면 다이오드가 역 바이어스되고 출력 전압은 0입니다. 하나의 스위치가 닫히면 하나의 다이오드가 순방향 바이어스되고 출력 전압이 높아집니다.

역전류 보호 회로의 다이오드

다이오드는 DC 전원 공급 장치의 역 극성으로부터 회로를 보호할 수 있습니다. DC 전원 연결이 올바르지 않으면 극성이 역전되어 많은 전류가 회로에 흘러 손상될 수 있습니다. 입력 양쪽에 있는 차단 다이오드는 부하와 직렬로 연결될 때 전류 공급을 차단하므로 이 문제를 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 다이오드는 올바른 연결을 위해 순방향 바이어스되고 잘못된 링크에 대해 역방향 바이어스됩니다.

전압 배율기의 다이오드

정류기 회로에 여러 개의 다이오드를 캐스케이드하면 적용된 입력 전압 값에 사용된 배율기 수를 곱한 값과 동일한 출력 DC 전압을 얻을 수 있습니다.

V out =V in * 승수

이러한 회로는 전압 배율기 및 배율기일 수 있습니다. 코스에 커패시터를 결합하여 홀수 또는 짝수 개의 입력 전압을 출력으로 얻을 수 있습니다.

반도체는 트랜지스터를 고안합니다.

트랜지스터는 많은 현대 가제트 및 전자 장치의 선구자입니다. 신호 증폭 및 스위칭 회로를 가능하게 하여 전자 장치의 필수 부품이 되었습니다.

각 트랜지스터는 이미 터,베이스 및 콜렉터라는 세 가지 필수 부품으로 구성됩니다. 일부 트랜지스터에는 회로와 연결하기 위한 추가 기판이 있을 수도 있습니다.

트랜지스터와 관련된 구조, 재료 또는 메커니즘에 따라 추가로 분류했습니다.

1. 바이폴라 접합 트랜지스터(NPN 및 PNP)

2. 전계 효과 트랜지스터(JFET 및 MOSFET)

응용 프로그램

트랜지스터는 전류의 흐름을 제어하기 위해 회로에서 스위치 및 증폭기로 사용됩니다.

양극 접합 트랜지스터

일반적으로 접합 트랜지스터라고 하는 BJT는 구성에 따라 더 구분할 수 있습니다.

1. NPN 회로에서 구성은 CBE(Collector, Base, Emitter)와 같습니다.

2. PNP의 경우 EBC입니다.

NPN의 경우 N-도핑된 물질의 두 층을 중간 P-도핑된 물질에 연결합니다. 이 경우 전자는 에미터에서 베이스로 전달되고 하단은 에미터가 방출할 수 있는 전자의 수를 제어합니다.

PNP 회로의 경우 구성은 NPN과 반대입니다. N 도핑된 물질을 베이스로 하는 끝에 2개의 P 도핑된 물질. 베이스는 여전히 반대 방향의 전류 흐름을 제어하지만.

전계 효과 트랜지스터

FET 트랜지스터는 BJT와 약간 다르게 작동합니다. 핀으로 구성되며 게이트, 소스 및 드레인의 세 부분으로 구성됩니다.

접합 FET는 스위치, 증폭기 및 저항기로 사용되는 FET의 단순한 버전입니다. 바이어싱 전류가 필요하지 않으며 입력 전압으로만 작동합니다. P 채널과 N 채널의 두 가지 유형이 있습니다.

1. P 채널 JFET

전류 흐름은 양전하 또는 정공으로 인해 발생합니다.

2. N 채널 JFET

여기에서 전자는 전류 흐름을 유발합니다. 이러한 유형의 트랜지스터는 P 채널 트랜지스터에 비해 더 많이 사용됩니다.

3. MOSFET

MOSFET은 Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor의 약자입니다. 칩 설계 기술에서 대부분의 저전력 회로에 사용되는 가장 널리 사용되는 트랜지스터 유형입니다. 이름에서 알 수 있듯이 이 반도체 소자는 금속 게이트 단자를 사용하며 드레인, 소스, 게이트, 바디 또는 기판의 4가지 단자를 가지고 있습니다.

MOSFET은 높은 입력 임피던스와 낮은 출력 임피던스를 제공합니다.

반도체의 연산 증폭기 개발

연산 증폭기 최소한의 부품으로 고성능 회로를 제조하는 데 사용되는 아날로그 회로 블록입니다. 네거티브 또는 포지티브 피드백 시스템을 사용하여 증폭기, 커패시터, 필터 등이 이러한 회로를 사용할 수 있습니다.

DC 증폭기와 유사한 특성을 가진 라이너 장치입니다.

연산 증폭기에는 반전 입력, 정오 반전 입력 및 전류 및 전압을 싱크하거나 소싱할 수 있는 출력 단자의 세 가지 중요한 단자가 있습니다.

응용 프로그램

1. 신호 비교

연산 증폭기는 한 입력단에 적용된 전압을 다른 입력단과 비교할 수 있습니다. 입력의 전압 차이는 연산 증폭기의 포화를 유발할 수 있으며 두 입력 전압의 크기가 같으면 출력 전압은 0볼트가 됩니다.

2. 버퍼 신호

네거티브 피드백 구성으로 구성된 OpAmp는 단일 이득 버퍼 증폭기 역할을 합니다. 신호 소스 로딩 문제, 낮은 출력 임피던스 및 높은 전류 이득을 피하기 위해 높은 입력 임피던스를 가지고 있습니다.

3. 이중 전압 공급

이중 전원 연산 증폭기는 양의 전압과 음의 전압의 두 가지 다른 전압을 수신할 수 있습니다. 비반전 단자는 양의 전압을 수신하고 반전 단자는 단일 전원 모드에서와 같이 접지에 연결되는 대신 음의 전압을 수신합니다.

이중 전원 연산 증폭기는 AC 신호에 더 적합하며 더 높은 전압 레벨에서 작동할 수 있습니다.

4. 신호 증폭

연산 증폭기는 비반전 및 반전 입력 단자의 전압을 기반으로 입력 신호를 증폭할 수 있습니다.

5. 신호 필터링

단일 연산 증폭기는 1, 2 또는 3극 필터를 제공할 수 있습니다. 다른 변형은 연산 증폭기를 사용하여 회로를 필터링할 수 있습니다. 그 중 일부는 다음과 같습니다.

1. 저역 통과 필터

2. 고역 통과 필터

3. 대역통과 필터

4. 노치 필터

5. 신호 합산

오디오 믹싱 회로 등은 인가된 전압을 합산하기 위해 연산 증폭기를 사용할 필요가 있다. 반전 증폭기 회로의 가상 접지 합산점은 오디오 입력을 합산하는 데 도움이 됩니다.

반도체 고안 저항기

전기 프로세스에서 전자의 흐름을 제어하고 주어진 전압에 대한 전류 레벨을 조정하기 위해 저항이 필요합니다. 저항은 이를 달성하는 데 도움이 됩니다. 저항이 제공하는 저항이 높을수록 전류 흐름은 낮아집니다.

응용 프로그램

1. 트랜지스터 및 LED

저항기는 적절한 양의 전류가 회로를 통과하도록 하여 트랜지스터 및 LED와 같은 민감한 반도체 장치를 보호하는 데 도움이 됩니다.

2. 타이밍 및 빈도

저항기는 커패시터에 연결될 때 시간 제어 회로 장치를 제공할 수 있습니다. 섬광 및 사이렌에 사용되는 코스 설계에 도움이 됩니다.

3. 전압 분배기

직렬 회로에서 저항의 데이지 체인을 연결할 때 저항의 저항 값에 따라 원하는 전압 강하를 얻을 수 있습니다. 결과 전압은 회로의 각 저항이 기여하는 저항의 비율입니다.

4. 가열용 저항기

저항기는 전기 에너지를 열 에너지로 변환하기 위해 토스터, 전기 스토브 및 히터와 같은 가전 제품에 사용됩니다.

반도체는 커패시터를 고안합니다.

커패시터는 모든 전자 회로의 필수적인 부분입니다. 그들은 전류로 충전될 수 있고 한 번에 모두 방전할 수 있습니다.

응용 프로그램

1. 타이밍

충전 및 방전 시간 간격을 조작함으로써 커패시터는 LED, 확성기 시스템, 경보 및 주기적 경고음을 내는 코스와 같은 시간 종속 회로를 사용할 수 있습니다.

2. 스무딩

AC 입력 전류를 평활화하여 커패시터 및 많은 가전 제품을 사용하여 DC 출력을 생성할 수 있습니다.

3. 커플링

커패시터 커플링은 AC만 회로를 통과시키면서 DC는 차단할 수 있는 메커니즘입니다. 스피커는 이러한 메커니즘을 달성하기 위해 커패시터를 사용하며, 직류로 인한 손상을 방지할 수 있습니다.

4. 조정

가변 커패시터는 무선 시스템에서 회로를 조정하는 데 사용됩니다. 가변 커패시터에 LC 발진기를 연결하면 됩니다.

5. 에너지 저장

커패시터는 에너지를 저장했다가 한 번에 방출할 수 있으므로 갑작스러운 플래시가 필요한 카메라 회로와 같은 애플리케이션에서 사용됩니다.

반도체는 인덕터를 고안합니다.

인덕터는 전류가 흐를 때 자기장에 에너지를 저장하는 수동 전자 회로입니다. 중심 코어 주위에 감긴 코일의 절연 전선은 일반적으로 회로에서 가장 큰 구성 요소인 인덕터를 만듭니다.

응용 프로그램

1. 필터

인덕터는 저역 통과 필터 역할을 할 수 있으며 커패시터 및 저항과 결합하면 회로에서 고급 필터를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

2. 센서

인덕터는 자기장과 자기 투과성 물질을 물리적으로 접촉하지 않고도 감지할 수 있습니다. 신호등 및 이와 유사한 응용 분야의 센서로 사용하기에 탁월합니다.

3. 변압기

동일한 자기 경로를 가진 인덕터를 결합하면 변압기를 형성할 수 있습니다. 변압기는 전력망 및 전원 공급 장치의 필수적인 부분입니다.

4. 모터

유도 모터는 자기력의 도움으로 전기 에너지를 기계적 에너지로 더 효율적으로 변환하는 데 도움이 됩니다. AC 입력이 있는 유도 전동기를 사용하여 회전 자기장을 생성할 수 있습니다. 또한 유도 모터는 로터와 기계 사이에 전기 접촉이 필요하지 않으므로 더 안전하고 신뢰할 수 있습니다.

5. 에너지 저장

인덕터에 전원이 공급되는 한 자기장에 에너지를 저장할 수 있습니다. 개인용 컴퓨터에 사용되는 것과 같은 스위치 모드 전원 공급 장치에서 사용할 수 있습니다.

6. 오디오 이퀄라이저

오디오 이퀄라이저는 음악 제작에 도움이 되는 특정 유형의 전자 장치입니다. 필요한 사운드 효과를 생성하기 위해 특정 주파수를 향상시키거나 잘라내는 데 사용됩니다.

다양한 유형의 이퀄라이저를 사용할 수 있으며 가장 일반적입니다.

1. 선반 이퀄라이저

2. 그래픽 이퀄라이저

3. 파라메트릭 이퀄라이저

요약

이 기사는 반도체와 반도체가 만들 수 있는 모든 장치에 대한 기본 개요입니다.

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