عضویت در سایت دانلود مقالات مهندسی برق


 

  • عضویت دائمی در سایت و امکان دانلود بدون محدودیت مقالات سایت.           

 

  • دسترسی به هزاران مقاله و تحقیق در زمینه مهندسی برق .


  • مبلغ عضویت دائمی در سایت ( 9500  تومان)    عضویت

دانلود مقاله

.

دانلود مقاله برق


هجدهمین کنفرانس بین المللی مهندسی برق


نوزدهمین کنفرانس بین المللی مهندسی برق


بیستمین کنفرانس بین المللی مهندسی برق


بیست ویکمین کنفرانس بین المللی مهندسی برق


نوزدهمین کنفراس بین المللی برق


بیستمین کنفرانس بین المللی برق


بیست و یکمین کنفرانس بین المللی برق


بیست ودومین کنفرانس بین المللی برق


بیست وسومین کنفرانس بین المللی برق


11th IEEE Workshop on Control and Modeling for Power Electronics


2003 international symposium and industrial electronics


2004 IEEE 35th Annual Power Electronics Specialists Conference


2005 CPES Power Electronics Conference


26TH TELECOMMUNICATIONS ENERGY CONFERENCE


International Electric Machines and Drives Conference


کتاب برق و الکترونیک


جزوه مهندسی برق


کنکور کارشناسی ارشد برق


پروژه مهندسی برق


دیکشنری برق


مجله برق و الکترونیک


دوازدهمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق


یازدهمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق


نهمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق


هشتمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق


هفتمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق


ششمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق


پنجمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق


چهارمین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق


سومین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق


دومین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق


اولین کنفرانس شبکه های توزیع نیروی برق


مقاله برق الکترونیک

اشعه مادون قرمز

مادون در لغت به معناي زير دست و قرمز به معناي هر چه به رنگ خون باشد، است. پس ميتوان گفت كه مادون قرمز اشعه بسيار ريز و قرمز رنگ است.  

اطلاعات اوليه

كشف هرسل اولن گام در ايجاد پديده‌اي كه ما آن را طيف الكترومغناطيسي ميناميم. نور مرئي و پرتوهاي مادون قرمز دو نمونه اشكال فراواني از انرژي هستند كه توسط تمام اجسام موجود در زمين و اجرام آسماني تابانده ميشوند. مادون قرمز در طيف الكترومغناطيسي داراي محدوده طول موجي بين 0.78 تا 1000 ميكرو متر است. تنها با مطالعه اين تشعشعات است كه ميتوانيم اجرام آسماني را تشخيص و تميز دهيم و تصويري كامل از چگونگي ايجاد جهان و تغييرات آن بدست آوريم. در سال 1800 سر ويليام هرشل يك نمونه نامرئي از تشعشعات را كشف كرد كه اين نمونه دقيقا زير بخش قرمز طيف مرئي قرار داشت. او اين شكل از تشعشعات را مادون قرمز ناميد.

سير تحولي و رشد

Greathouse و همكارانش طي مطالعه‌اي تاثير ليزر مادون قرمز را به انتقال عصبي ، عصب راديال بررسي كردند. زمان تاخير ، دامنه پتانسيل عمل و دما ، متغيرهاي مورد آزمايش مشاهده نشد.Lynn Snyder و همكارانش اثر ليزر كم توان هليوم - نئون را بر زمان تاخير شاخه حسي عصب راديال در دو گروه ليزر و پلاسبو بررسي نمودند و مشاهده كردند كه در گروه ليزر ، افزايش معني دارا در زمان تاخير حسي پس از بكارگيري ليزر ايجاد گرديده است.

Bas Ford و همكارانش طي مطالعه‌اي اثر ليزر كم توان هليوم - نئون را بر شاخه حسي اعصاب راديال و مدين بررسي كردند. هيچ اختلاف معني داري در دامنه پتانسيل عمل ، زمان تاخير و دما ساعد بعد از بكارگيري ليزر مشاهده نشد.Baxter و همكارانش افزايش معني دار در زمان تاخير عصب مدين بعد از بكارگيري ليزر گرارش كردند. Low و همكارانش كاهش دما را به دنبال تابش ليزر كم توان مادون قرمز ديدند.

نتايج اشعه مادون قرمز

گرمايي كه ما از خورشيد يا از يك محيط گرم احساس ميكنيم، همان تشعشعات مادون قرمز يا به عبارتي انرژي گرمايي است. حتي اجسامي ‌كه فكر ميكنيم خيلي سرد هستند، نيز از خود انرژي گرمايي منتشر ميسازند (يخ و بدن انسان). سنجش و ارزيابي انرژي مادون قرمز ساطع شده از اجرام نجومي ‌به علت اينكه بيشترين جذب را در اتمسفر زمين دارند مشكل است. بنابراين بيشتر ستاره شناسان براي مطالعه انتشار گرما از اين اجرام از تلسكوپهاي فضايي استفاده ميكنند.

مادون قرمز در نجوم

تلسكوپها و آشكارسازهايي كه توسط ستاره شناسان مورد استفاده قرار ميگيرند نيز از خودشان انرژي گرمايي منتشر ميسازند. بنابراين براي به حداقل رساندن اين تاثيرات نامطلوب و براي اينكه بتوان حتي تشعشعات ضعيف آسماني را هم آشكار ساخت، اخترشناسان معمولا تلسكوپها و تجهيزات خود را به درجه حرارتي نزديك به 450?F ، يعني درجه حرارتي حدود صفر مطلق ، ميرسانند. مثلا در يك ناحيه پرستاره ، نقاطي كه توسط نور مرئي قابل رويت نيستند، با استفاده از تشعشعات مادون قرمز بخوبي نشان داده ميشود. همچنين مادون قرمز ميتواند چند كانون داغ و متراكم را همره با ابرهايي از گاز و غبار نشان دهد. اين كانونها شامل مناطق پرستاره‌اي هستند كه در واقع ميتوان آنها را محل تولد ستاره‌اي جديد دانست. با وجود اين ابرها ، رويت ستاره‌هاي جديد با استفاده از نور مرئي به سختي امكانپذير است.

ادامه مطلب...

حافظه کنترل

امروزه آنچه که کاربران را در شاخه های مختلف از علوم الكترو نیک به خود مشغول کرده است تنوع در بر نامه ریزی ها ست. دنیای فيزيكي یک قطعه آی سی کوچک با بر نامه نویسی است که معنا و مفهوم می یابد. در کامپیو تر های شخصی- گو شي تلفن های همراه – انواع وسایل پیچیده و حتی ساده برنامه نویسی و ایجاد ارتباط بین سخت افزار و نرم افزار از بیشترین دغدغه های سازندگان می باشد.

برای مثال در یک کامپیو تر دیجیتال به کار گیری دنباله هاي از ریز عمل هاست . تعداد انواع ریز عمل های مو جود در یک سیستم معین محدود است . پیچیدگی سیستم دیجیتال به تعداد ریز عمل های متوالیست که اجرا می کند بستگی دارد. هنگامی که سیستم های کنترلی توسط سخت افزار حاصل از تکنیک های مدار های منطقی رایج تو لید شود گوییم واحد کنترل سخت افزاریست .

ریز بر نا مه نویسی روش دیگری برای طراحی واحد کنترل یک کامپیو تر دیجیتال است . اصل ریز بر نامه نویسی روش شاخص و سیستماتیک در کنترل رشته ریز عمل ها در یک کامپیو تر دیجیتال است . تابع کنترلی که مشخص کننده یک ریز عمل است یک متغیر دو دویی می باشد. وقتی که این متغییر در یکی از حالات دودویی باشد ریز عمل متناظر آن اجرا می شود. اگر متغیر کنترلی که در وضعیت دودویی مخالف باشد وضعیت ثبات های سیستم را تغییر نمی دهد. وضعیت فعال یک متغیر کنترل ممکن است بسته به کاربرد هر یک از حالات 1 یا 0 باشد.

در سیستم مبتنی بر گذر گاه سیگنال های کنترلی که ریز عمل را مشخص می نمایند به صورت گره هایی از بیت ها هستند که مسیر ها را در مولتی پلبکسر ها – دیکدرها و واحد های حساب و منطق انتخاب می نمایند.

واحد کنترل موجب اجرای یک سری مراحل متوالی از ریز معل ها می شود. در هر زمان مفروض ریز عمل های معینی باید اجرا شوند در حالیکه سایر ریز عمل ها راکد هستند. متغیر های کنترلی در هر لحظه از زمان می توانند با رشته ای از 1 ها و 0 ها که کلمه کنترل نامیده می شوند نمایش داده شوند. به این ترتیب می توان با بر نامه نویسی کلمات کنترلی عملیات مختلف را روی اجزا سیستم انجام داد .

واحد کنترلی که متغیر های دودویی کنترل آن در حافظه ذخیره شده باشد واحد کنترل ریز بر نامه نویسی شده نام دارد . هر کلمه در واحد کنترل حاوی یک ریز دستور العمل است . ریز دستور العمل مشخص کننده یک یا چند دستور العمل برای سیستم است . رشته هی از ریز دستور العمل ریز بر نامه را تشکیل می دهد . با تو جه به اینکه بعد از نصب واحد کنترل در سیستم لازم نیست تغییری در ریز بر نامه داده شود واحد کنترل می تواند فقط از نوع خو اندنی باشد .

کامپیو تری که از واحد کنترل برنامه نویسی شده استفاده می کند دو حافظه مجزا خواهد داشت . یک حافظه اصلی و یک حافظه کنترل . حافظه اصلی در اختیار کاربر است تا بر نامه های خود را در آن ذخیره کند . محتوی حافظه اصلی به هنگام دستکاره داده ها و یا هر بار که بر نامه عوض شود تغییر می نماید . بر نامه کاربر در حافظه اصلی شامل دستورات ماشین و داده هاست . متقابلا حافظه کنترل یک ریز بر نامه ثابتی را نگهداری می کند و به وسیله هر کاربری قابل تغییر نیست .
ریز بر نامه از ریز دستور العمل هایی تشکیل شده که به نو به خود انواع سیگنال های کنترلی را برای اجرا روی ثبات ها معین می کند. هر دستور العمل ماشین موجب اجرای رشته ای از ریز دستور العمل های موجود در حافظه کنترل می شود. وظیفه این ریز دستور العمل ها برداشت دستور العمل ماشین از حافظه اصلی ست . محاسبه آدرس مو ثر اجرای عملی که تومسط دستور العمل ماشین مشخص شده و باز گرداندن کنترل به فاز بر داشت برای تکرار سیکل مر بوط به دستور العمل بعدی ست .

الکترونیک قدرت؛ الکترونیک، قدرت و کنترل را با هم ترکیب می کند. کنترل با مشخصه های حالت دائمی و دینامیکی سیستم های مدار بسته سروکار دارد. علم قدرت، به تجهیزات استاتیک و دوّار برای تولید، انتقال و توزیع قدرت الکتریکی ارتباط دارد. الکترونیک با وسایل و المان های حالت جامد برای پردازش سیگنال ها، به منظور برآوردن اهداف کنترلی مورد نظر سروکار دارد. الکترونیک قدرت را می توان به عنوان کاربردهای الکترونیک حالت جامد برای کنترل و تبدیل توان الکتریکی تعریف کرد . »

 

این چند جمله از مقدمه کتاب الکترونیک صنعتی تالیف م.ه.رشید؛ اهمیت و ویژگی های الکترونیک قدرت را به خوبی مشخص می کند. از آنجایی که مبحث الکترونیک صنعتی یکی از مهمترین و پر کاربرد ترین مباحث در مهندسی برق است، نیاز به مطالعه مباحث آن به صورت تئوری و عملی ضروری می نماید. و همچنین با توجه به پیشرفت روز افزون علم و تولیدات بیشمار وسایل الکتریکی، دیگر روش تجربه و خطا در تولید محصولات، ابداعات و اختراعات روشی غیر معقول برشمرده می شود. در همین راستا می توان با بهره گیری از محیط های مجازی شبیه سازی کامپیوتری به راحتی و با صرف حداقل زمان و هزینه به شبیه سازی مدل ها و سیستم های مختلف (از جمله در زمینه سیستم های الکترونیک قدرت) پرداخت. با شبیه سازی یک سیستم واقعی در دنیای مجازی کامپیوتر به راحتی می توان آن را بارها و بارها تجزیه و تحلیل کرد، تغییر داد و اصلاح نمود.

 

سیمولینک (Simulink®) ازجمله نرم افزار های جامع و قدرتمند در زمینه شبیه سازی کامپیوتری و از محصولات شرکت Math Works می باشد .

 

سیمولینک یک بسته نرم افزاری است که شما را قادر می سازد سیستم هایی را مدل سازی، شبیه سازی و تجزیه تحلیل کنید که خروجی آنها بارها تغییر می کند. چنین سیستم هایی اغلب به سیستم های دینامیکی منسوب هستند. سیمولینک می تواند برای مطالعه رفتار گستره وسیعی از سیستم های دینامیک در دنیای واقعی (از جمله مدارهای الکتریکی، ضربه گیرها، سیستم های ترمزی و بسیاری از سیستم های الکتریکی، مکانیکی، ترمودینامیکی و... )به کار رود .

 

برای مدل سازی، سیمولینک یک واسط گرافیکی کاربر (GUI) عرضه می کند .

 

شبیه سازی یک سیستم دینامیکی یا الکتریکی با سیمولینک یک فرایند دو مرحله ایست. ابتدا، شما یک مدل گرافیکی از سیستمی که باید شبیه سازی شود، با استفاده از ویرایشگر مدل سیمولینک می سازید که مدل روابط ریاضی وابسته به زمان میان ورودی ها، حالات و خروجی های سیستم را نشان می دهد. سپس، شما با استفاده از سیمولینک رفتار سیستم را روی یک محدوده زمانی مشخص شبیه سازی می کنید. سیمولینک از اطلاعاتی که شما در مدل اجرای شبیه سازی وارد کرده اید استفاده می کند .

 

سیمولینک شامل یک کتابخانه جامع از خروجی ها (نمایشگرها)، ورودی ها (منابع)، عناصر خطی و غیر خطی و رابط ها است. به علاوه شما می توانید درآن بلوک هایی را سفارشی کنید یا از نو خلق کنید .

 

امید است این پایان نامه مقدمه ای باشد برای همه ی دانشجویان و دانش پژوهان تا تعامل بیشتری بین دنیای خارج و دنیای مجازی ایجاد کنند و از امکانات نا محدود نرم افزارهای شبیه سازی در پیشبرد اهداف و ایده های خود به طور کامل و بهینه استفاده کنند .

 


bselectron.mihanblog.com

تراشه هاى زيستى

آشكار ساختن ساختار ژنتيك و كشف منشاء استيكى كه جلوى ما گذاشته اند تا نوش جان كنيم...اتحاد الكترونيك و بيولوژى مى تواند حيطه هاى متنوعى چون پزشكى، علوم تغذيه، يا علوم دفاعى را دستخوش انقلاب سازد. سرعت پيشرفت ما آنچنان زياد است كه خطر زير پا گذاشتن اخلاقيات واقعاً وجود دارد.

گرى هوپر عضو انجمن بيوتكنولوژى كه كارهاى ميليون دلارى برعهده دارد، با صداى خشن، عينك كوچك هيئت كالين پاول خطاب به همكارانش كه همگى مثل او قدشان حدود دو متر است، مى گويد: «بچه ها، بجنبيد! اگر اين كار را نكنيم، چينى ها جاى ما خواهند كرد!» اين خطر را وجود يك مشت از صاحبان صنايع داروسازى كه سخنرانى هاى رمزى و در لفافه شان مدت ها به درازا مى كشد، به خوبى نشان مى دهد. بر روى صندلى هاى اين سالن كه در سال هاى پايانى سده پيش در ميدان اتحاد واقع در قلب سانفرانسيسكو ساخته شد، در پشت پرده هاى سنگين و به رنگ قرمز آتشين آن، اين مردان پنجاه، شصت ساله به ناگهان از انديشه آهسته تر كردن سرعت پيشرفت تراشه هاى زيستى به خشم مى آيند. اينجا صحبت از سيليسيم _ همان ماده اى كه سيم هاى تلفن نيز از آن ساخته مى شوند _ است كه يك رشته DNA (يا رمز حيات) بر روى آن قرار داده مى شود. تراشه اى كه بزرگ تر از نصف يك دانه شكر نيست قادر به كارهايى است _ از پزشكى تا كشاورزى و علوم زيبايى _ كه ديوانه كننده اند.

اين مجموعه سحرآميز، آميزه اى از بيولوژى و الكترونيك، درصدد زير و رو كردن آن چيزى است كه بيوتكنولوژى خوانده مى شود. علمى كه قرار است انقلابى در زندگى ما پديد آورد ... ولى چگونه؟ چيز زيادى نمى دانيم. با اين حال، ماتما كاليكورا تحليلگر موسسه «فراست و ساليوان» مطمئن است كه تا ده سال ديگر اين ابتكار بازارى بزرگ تر از 10 ميليارد دلار را به روى ما خواهد گشود. گام هاى اوليه صنايعى چون هيولت _ پاكارد، موتورولا و آى بى ام تنها آغاز اين راه است.

در واقع اين انديشه چندان جديد نيست. تراشه هاى زيستى در واقع حاصل ازدواج (كه مسلماً قدرى ديرهنگام بود) دو كشف قديمى است كه بيش از 50 سال عمر دارند. كارهاى جيمز واتسون و فرانسيس كريك _ برندگان جايزه نوبل در رشته فيزيك در سال 1962 _ در حقيقت به سال 1953 بازمى گردد. در اين سال دو پژوهشگر مولكول DNA (كه تعيين كننده وراثت ژنتيك هستند) را كشف كردند. مولكول DNA تشكيل شده از دو رشته كه ساختمانى مى سازند كه بر روى خويش مى پيچد و هر يك از اين دو رشته قرينه آن ديگرى است. در همين زمان تراشه الكترونيك كه توسط راديوسازان در ساختمان ترانزيستورها به كار مى رفت، براى نخستين بار ساخته شد. تنها كارى كه باقى مانده بود، ازدواج فرخنده اين دو پديده نوين بود و استفن فودور، زيست شناس از دانشگاه پرينستون، اين كار را انجام داد. انديشه وى بسيار ساده بود: از آنجا كه هر رشته DNA از يك رديف رمز تشكيل شده كه با دوقلوى خويش به صورتى كاملاً قرينه يكى مى شود لذا كافى است كه يك رشته تنها را بر روى تراشه اى قرار دهيم، در اين صورت به محض مواجه شدن آن با دوقلويش صدور يك پيام فلورسانت را تحريم خواهد كرد كه سپس كامپيوتر مى تواند آن را دريافت كند. اين تمام جادوى ازدواج فرخنده تكنولوژى هاست: تبديل يك واكنش زيستى به سيگنال الكترونيك. اين انديشه فى البداهه بسيار جالب بود و بار ديگر در سال هاى دهه ،1990 زمانى كه «پروژه ژنوم انسان» براى يافتن ژنوم كامل انسان به اوج رسيد، مطرح شد. از آن زمان هيچ رازى در اينكه تراشه معجزه خواهد كرد، نبود...

نقشه ژنتيك شما فقط به قيمت 300 دلار

در ابتدا اين واقعيت به ويژه براى جهان پزشكى شگفتى آور بود كه با استفاده از چنين ابزارى مى توان تشخيص ها را بدون اشتباه و به نحوى بى سابقه داد. دپارتمان زيست شناسى مولكولى در دانشگاه دوك (كاروليناى شمالى) در اين ميان به موفقيت هايى نائل شد. يكى از پروفسورها، تحقيقاتى را بر روى بيمارى كه مشكوك به ابتلا به سرطان بود، انجام داد. نمونه خونى كه به كمك يك تراشه زيستى از بيمار گرفته شد، اين امكان را داد كه ظرف كمتر از ده دقيقه ساختمان ژنتيك بيمار به دست آيد و پزشك بلافاصله توانست تصميم بگيرد كه از چه درمانى استفاده كند. جلوگيرى از اتلاف وقت كه در اينجا بى اندازه ارزشمند است. هنوز هم پس از گذشت پنج سال از آن رويداد مهم، چنين تشخيصى مى تواند يك آزمايشگاه كامل را به مدت چندين روز به تكاپو اندازد. بازار جديدى متولد شده: تاكنون چندين موسسه پيشنهاد كرده اند كه نقشه ژنتيك آدم ها را به 300 تا 500 دلار در اختيارشان قرار دهند. موسسه ايسلندى DeCode Genetics در يخچال هايش ژن هاى حدود بيست بيمارى مهم، از جمله شيزوفرنى را در اختيار دارد. در فرانسه انستيتو BioMe ,rieux روى سرطان كار مى كند.

تراشه هاى زيستى كه خود را با بيمارى ها و درمان آنها شناسانده اند، مى توانند به علاوه خطرناك نيز باشند، چه امروز ژن هايى كه نماينده بيمارى هايى هستند، شناخته شده اند. شركت AFFymetrix در كاليفرنيا، جزء نخستين موسساتى بوده كه تراشه هاى زيستى را پذيرفت و اكنون بدين كار مشغول است. يكى از كاركنان اين شركت مى گويد: «تراشه هاى ما براى كنترل كردن تركيب مواد غذايى اند، در واقع براى آنكه ببينيم غذاى روبه روى ما كه گوشت گاو يا ماهى معرفى مى شود، همان است كه از آن انتظار داريم.» براى انجام اين پروژه شركت مذكور نياز به حمايت جامعه آمريكا دارد و شريك فرانسوى اش BioMe ,rieux نيز يكى يكى ژن هايى را كه بازسازى مى كند در اختيار آن قرار مى دهد و چه بازارى! اين ابزار بسيار كوچك معجزه گر قادر است تا 30 نوع گوناگون مهره داران را شناسايى كند. حتى مى تواند حيوانات را براساس جنس (پستانداران، پرندگان و ماهى ها) يا نوع (ماكيان، گوسفند، خوك، كبك، ماهى قزل آلا) شناسايى كند و حتى از ميان جوندگان موش را تشخيص دهد. دانشمندان فكر همه چيز را كرده اند!

ولى قضيه به اينجا ختم نمى شود: تراشه هاى زيستى از گذشته حيوان نيز ما را آگاه مى كند. طبق قوانين فرانسه و اروپا غذايى كه به چهارپايان داده مى شود، نبايد منشاء حيوانى داشته باشد. توماس اشلوم برگر رئيس شركت با فرانسه شكسته بسته اى مى گويد: «شما در فرانسه وقتى كه صحبت از گاو مى كنيد، به دادن اين عنوان به حيوان مطمئنيد.» با استفاده از اين تكنولوژى مى توان از يك دانه برنج پى برد كه چه نوع كود شيميايى به آن داده اند و اينكه تحت تغيير و تبديلات ژنتيكى قرار گرفته يا خير ... يك كين واقعى. جنگ اطلاعات زيست شناسى آغاز شده است.

ادامه مطلب...

حافظه کنترل

امروزه آنچه که کاربران را در شاخه های مختلف از علوم الكترو نیک به خود مشغول کرده است تنوع در بر نامه ریزی ها ست. دنیای فيزيكي یک قطعه آی سی کوچک با بر نامه نویسی است که معنا و مفهوم می یابد. در کامپیو تر های شخصی- گو شي تلفن های همراه – انواع وسایل پیچیده و حتی ساده برنامه نویسی و ایجاد ارتباط بین سخت افزار و نرم افزار از بیشترین دغدغه های سازندگان می باشد.

برای مثال در یک کامپیو تر دیجیتال به کار گیری دنباله هاي از ریز عمل هاست . تعداد انواع ریز عمل های مو جود در یک سیستم معین محدود است . پیچیدگی سیستم دیجیتال به تعداد ریز عمل های متوالیست که اجرا می کند بستگی دارد. هنگامی که سیستم های کنترلی توسط سخت افزار حاصل از تکنیک های مدار های منطقی رایج تو لید شود گوییم واحد کنترل سخت افزاریست .

ریز بر نا مه نویسی روش دیگری برای طراحی واحد کنترل یک کامپیو تر دیجیتال است . اصل ریز بر نامه نویسی روش شاخص و سیستماتیک در کنترل رشته ریز عمل ها در یک کامپیو تر دیجیتال است . تابع کنترلی که مشخص کننده یک ریز عمل است یک متغیر دو دویی می باشد. وقتی که این متغییر در یکی از حالات دودویی باشد ریز عمل متناظر آن اجرا می شود. اگر متغیر کنترلی که در وضعیت دودویی مخالف باشد وضعیت ثبات های سیستم را تغییر نمی دهد. وضعیت فعال یک متغیر کنترل ممکن است بسته به کاربرد هر یک از حالات 1 یا 0 باشد.

در سیستم مبتنی بر گذر گاه سیگنال های کنترلی که ریز عمل را مشخص می نمایند به صورت گره هایی از بیت ها هستند که مسیر ها را در مولتی پلبکسر ها – دیکدرها و واحد های حساب و منطق انتخاب می نمایند.

واحد کنترل موجب اجرای یک سری مراحل متوالی از ریز معل ها می شود. در هر زمان مفروض ریز عمل های معینی باید اجرا شوند در حالیکه سایر ریز عمل ها راکد هستند. متغیر های کنترلی در هر لحظه از زمان می توانند با رشته ای از 1 ها و 0 ها که کلمه کنترل نامیده می شوند نمایش داده شوند. به این ترتیب می توان با بر نامه نویسی کلمات کنترلی عملیات مختلف را روی اجزا سیستم انجام داد .

واحد کنترلی که متغیر های دودویی کنترل آن در حافظه ذخیره شده باشد واحد کنترل ریز بر نامه نویسی شده نام دارد . هر کلمه در واحد کنترل حاوی یک ریز دستور العمل است . ریز دستور العمل مشخص کننده یک یا چند دستور العمل برای سیستم است . رشته هی از ریز دستور العمل ریز بر نامه را تشکیل می دهد . با تو جه به اینکه بعد از نصب واحد کنترل در سیستم لازم نیست تغییری در ریز بر نامه داده شود واحد کنترل می تواند فقط از نوع خو اندنی باشد .

کامپیو تری که از واحد کنترل برنامه نویسی شده استفاده می کند دو حافظه مجزا خواهد داشت . یک حافظه اصلی و یک حافظه کنترل . حافظه اصلی در اختیار کاربر است تا بر نامه های خود را در آن ذخیره کند . محتوی حافظه اصلی به هنگام دستکاره داده ها و یا هر بار که بر نامه عوض شود تغییر می نماید . بر نامه کاربر در حافظه اصلی شامل دستورات ماشین و داده هاست . متقابلا حافظه کنترل یک ریز بر نامه ثابتی را نگهداری می کند و به وسیله هر کاربری قابل تغییر نیست .
ریز بر نامه از ریز دستور العمل هایی تشکیل شده که به نو به خود انواع سیگنال های کنترلی را برای اجرا روی ثبات ها معین می کند. هر دستور العمل ماشین موجب اجرای رشته ای از ریز دستور العمل های موجود در حافظه کنترل می شود. وظیفه این ریز دستور العمل ها برداشت دستور العمل ماشین از حافظه اصلی ست . محاسبه آدرس مو ثر اجرای عملی که تومسط دستور العمل ماشین مشخص شده و باز گرداندن کنترل به فاز بر داشت برای تکرار سیکل مر بوط به دستور العمل بعدی ست .

bselectron.mihanblog.com

هيتاچي كوچكترين ميكروچيپ جهان را عرضه كرد

شركت هيتاچي ژاپن اعلام كرد كوچكترين و باريك ترين ميكرو چيپ جهان را كه مي تواند بر روي يك برچسب كاغذي سوار شده و هويت بسته ها و اسناد را نشان دهد توليد كرده است. به گفته يكي از سخنگويان شركت هيتاچي اين ميكرو چيپ به كوچكي يك لكه روي لباس است و اندازه آن 0.15 ميلي متر در 0.15 ميلي متر است و تنها 7.5 ميكرومتر ضخامت دارد. هر مكيرومتر يك هزارم ميلي متر است.اين ميكرو چيپ با استفاده از يك آنتن خارجي و با دريافت امواج الكتريكي كار مي كند.توميكو كينوشيتا رئيس بخش تحقيقات شركت هيتاچي گفت اندازه كوچك اين ميكروچيپ سبب پايين آمدن قيمت آن و استفاده فراگير آن براي اهداف گوناگون در فروش , جابجايي و رد يابي كالا ها و اسناد مي شود.

ewa.ir

مبانی ديجيتال

تاريخچه و سرتكامل تكنولوژي بيان كننده اين حقيقت است كه درهرشاخه اي زا علم بعد از گذشت مدتي عناصرو وسايل بنيادي به وجود مي آيدكه تشكيل دهنده سيستم اهي پيچيده بعدي است و قاعدتا اين اجزا بايد اقتصادي - بادوام -باساخت و ساده براي كاربرد باشند.امروزه در دنياي عناصر الكتريكي بخصوص درمحيط كاردستگاه هاي ديجيتالي عناصرواجزا بنيادي بگونه هاي مختلف به صورت مدارات مجتمع متنوعي مانند:

RTL:Resistor Transistor LogicDTLiode Transsitor LogicTTL:Transistor Transistor LogicHTL:High Threshold LogicECL:Emitter Coupled LogicMOS:Metal Oxide Semiconductorبه بازار عرضه شدندكه معروفترين اين عناصر مدارات ( ترانزيستور-ترانزيستور-لاجيك) مي است.موسسه تگزاس اينسترومنتزس Texas Instruments يكي ازچندكارخانه سازنده عناصرو اجزا مجتمع TTL است. اين موسسه در سال 1964 ميلادي اولين سري از عناصر واجزا TTL راروانه بازاركردكه به سري SN54 معروف هستند.Semiconduetor Network و داراي مشخصات مداري مشابه شكل زير هستند.شكل 1اين سري عناصر براي اولين بار براي مصارف ارتشي طرح شده بودنندكه داراي طول عمر ودرجه اطمينان بالا قدرت وتلفات واندازه قابل قبول براي دستگاه هاي ارتشي استمدت زماني طول نينجاميد كه همان شركت اينسترومنتس توانست همان مدارات سريSN54 سري ارتشي را درسري تجاري ديگري بنام 74 به بازار عرضه نمايدكه داراي همان مشخصات مداري بودند قادرند تا 70 درجه سانتي گراد حرارت را تحمل نمايند.درصورتيكه همان سري SN54مي توانست دررديف درجه حرارت -55تا 125 درجه سانتي گراد فعاليت رضايت بخشي داشته باشند.درحال حاضر خانواده عناصر و اجزاي سري هاي SN/74 ترانزيستور - ترانزيستور - لاجيك را مي توان به 4 گروه اصلي تقسيم بندي نمود.اولين گروه از اين خانواده با پسوند74/SN54 مشخص مي شوند به نام عناصر استاندارد معروف هستنددومين گروه ازاين خانواده براي كاربرد درسيستم هاي رديف فركانس بالا به كارمي روند و داراي پسوند SN54H/74H مي باشند.H نماينده High Speed مي باشد.گروه ديگري ازاين دسته عناصر با SN54L/74L شروع ميگردند كه حرف L در آنها نمايش قدرت پائين Low Power بوده واين گروه از مدارات مجتمع براي اهداف بخصوصي طرح وتهيه شده اندوبالاخره چهارمين گروه از اين خانواده SN54S/74Sكه داراي سرعت بسيار بالا و انرژي تحريكي بسيار كم مي باشند كه S نماينده استفاده از فرم شاتكي عناصرسازنده آن مي باشد.Schottky Barrier Elam اين چهارگروه همگي با يكديگر قابل تطبيق بوده و مي توان آنها را مستقيما بيكديگر كوپلاژ نمود.موجود بودن چنين گروه متنوعي چه از نظر قدرت و چه از نظر سرعت هر طراحي را قادر خواهد نمودكه به بهترين و اقتصادي ترين سيسنم مورد نظر دست يابد.بطورئيكه آن سيستم بتواند تمام خواسته هاي او را تامين نمائيد.براي نمونه در زير چند مشخصه نمونه عممي و مشترك از سري SN54/74 TTL را ذكر مي نمائيم.

bselectron.mihanblog.com

ساختمان کریستالی نیمه هادی

همانطور که هادی ها در صنعت امروزی به خصوص در زمینه های حرارتی و برودتی کاربردی ویژه یافته اند عناصر نیمه هادی نیز اهمیت زیادی در صنعت الکترونیک و ساخت قطعات پیدا کرده اند.

هدف اصلی که در الکترونیک آنالوگ دنبال می شود تقویت سیگنالها بدون تغییر شکل آن سیگنال است. همین هدف بشر را به سمت استفاده از نیمه هادی ها در ساخت قطعات تقویت کننده پیش برده است. اما آن چیزی که عملکرد این قطعات را رقم می زند چگونگی حرکت الکترون ها و حفره ها در ساختار کریستالی این عناصر می باشد.

و این مقدمه ای ست برای پیدایش قطعاتی نظیر ترانزیستور ها –دیود ها و...

عامل موثر بر چگونگی حرکت الکترون ها و حفرها چیزی نیست جز درجه حرارت. به طوری که گفته شد درجه حرارت صفر مطلق ساختمان کریستالی نیمه هادی هایی نظیر ژرمانیوم و سیلسکن را تحت تاثیر خود قرار می دهد. یعنی در این درجه حرارت الکترون ها کاملا در باند ظرفیت قرار گرفته و نیمه هادی نظیر یک عایق عمل می کند. (به علت اینکه هیچ الکترون آزادی در باند هدایت خود ندارد).

اگر درجه حرارت افزایش یابد الکترون های لایه ظرفیت انرژی کافی کسب کرده و پیوند کو والانسی خود را شکسته وارد باند هدایت می شوند. به مراتب ای جابه جایی باعث تولید حفره ناشی از الکترون می گردد.

انرژی لازم برای شکستن چنین پیوندی در سیلسکن 1.1(الکترون ولت) و در ژرمانیوم 0.72 (الکترون ولت) می باشد. اهمیت حفره در این است که نظیر الکترون حامل جریان الکتریکی بوده و و نظیر الکترون آزاد عمل می نماید. حال آنکه تا چندی پیش دانشمندان حفره ها را حامل جریام نمی دانستند!

هنگامی که یک پیوند از الکترون خالی شده و حفره ای در آن به وجود می آید در این صورت الکترون های ظرفیت اتمهای مجاور در باند ظرفیت به سادگی قادر به اشغال این حفره هستند. الکترونی که از یک پیوند کووالانسی دیگر این حفره را اشغال می کند خود یک حفره بر جای می گذارد. بنابر این می توان به جای حرکت الکترون های باند ظرفیت تصور نمود که در این باند حفره ها حرکت می نمایند.

حرکت حفره ها بر خلاف حرکت الکترو نها می باشد. حفره جدیدی که به وجود می آید به نوبه خود توسط الکترون دیگری از پیوندی دیگر اشغال شده و بنابراین حفره پله به پله بر خلاف جهت الکترون حرکت می نماید. پس در اینجا با پدیدهی دیگری از هدایت الکتریکی روبه رو خواهیم بود که مربوط به الکترون های آزاد نمی باشد. در این صورت می توان چنین تصور کرد که حفره در جهت عکس الکترون حرکت نموده است . بنابراین حرکت الکترون در باند ظرفیت را می توان معادل حرکت حفره در خلاف جهت آن دانست.

حال میبینیم که چرا با توجه به اینکه حرکت الکترون همان حرکت حفره است از مفهمم حفره استفاده می شود. !با کمی دقت ملاحظه می شود که حرکت حفره حرکت الکترون های باند ظرفیت بوده ولی حرکت الکترون های آزاد در باند هدایت صورت می گیرد و برای بیان این تفاوت بین حرکت الکترون در باند ظرفیت و هدایت از مفهوم حفره کمک می گیریم.

به عنوان مثال فرض می شود که نیمه هادی تحت تاثیر یک میدان خارجی قرار گیرد یعنی به دو سر آن ولتاژی اعمال شود در ایک صورت الکترون های آزاد باند هدایت که تحت تاثیر نیرو های هسته ای اتم ها نیستند در این باند در خلاف جهت میدان اعمال شده حرکت خواهند نمود. انرژی این الکترون ها در جهتی نیست که در باند هدایت قرار گیرد. ولی می توانند در همان باند ظرفیت حرکت کرده و حفره های مجاور خود را اشغال نمایند. بنابر این حرکت این الکترون ها بیشتر از الکترو ن های آزاد به هسته وابسته می باشد. در حقیقت برای هر ولتاژ اعمال شده به دو سر یک نیمه هادی یک الکترون در باند ظرفیت فاصله متوسط کو تاهتری از الکترون های باند هدایت را در فاصله زمانی یکسان طی خواهند نمود.

بنابر این می توان گفت که الکترون های آزاد دارای تحرک بیشتری نسبت به حفره ها هستند. به طوری که گفته شد در درجه حرارت معمولی اتاق تعدادی از پیوند های کو والانسی شکسته سده به ازای شکسته شدن هر پیوند یک الکترون-حفره تولید می شود. الکترون و حفره هر دو حامل های بادار می باشد. با اعمال یک پتانسیل الکتریکی به دو سرهر قطعه ای نیمه هادی این حامل هر دو حرکت نمود ه و جریان به وجود می آورند.

دیدید که این حرکت ها در چگونکی رفتار یک نیمه هادی تا چه میزان می توانند موثر باشند.با پیشرفت علم و تکنولوژی استخراج کشف هر نیمه هادی جدیدی انقلابی عظیم در عصر ارتباطات حاصل می شود.
ادامه مطالب را در پست های بعدی دنبال کنید.


bselectron.mihanblog.com

 

نيمه رسانايي بنام الماس

شايد به زودى تصور متداول درباره الماس ها، به كلى دگرگون شود. الماس هايى كه به خاطر زيبايى، كمياب بودن و زمان طولانى توليدشان ارزش فوق العاده اى داشتند، امروزه در آزمايشگاه و در مدت زمانى حدود يك ساعت به وجود مى آيند. اينكه اين دگرگونى چه تاثيرى در صنعت جواهرسازى يا قيمت الماس هاى طبيعى در بازار خواهد داشت هنوز در پرده اى از ابهام است. اما درباره نقش اين الماس هاى آزمايشگاهى در تكنولوژى، شايعه هايى برخاسته از مجامع علمى به گوش مى رسد . بيشتر از هشتاد درصد از الماس هاى معدنى طبيعى به مصارف صنعتى از قبيل ابزارهاى برش يا مواد ساينده براى تراشكارى و پرداخت ديگر سنگ هاى قيمتى، فلزات، گرانيت و شيشه مى رسند. استفاده از الماس به عنوان نيمه رسانا نيز نيازمند شرايط ويژه اى مثل بالاترين درجه خلوص، بهترين بلورينگى و تعيين اتم ها به لحاظ الكتريكى فعال براى ايجاد گذرگاه الكتريكى در وسيله مورد نظر است . اما تمامى الماس هاى طبيعى به خاطر نقص ها، ناخالصى ها و ساختار ضعيف شان براى مصارف الكترونيكى نامناسبند. حتى با اينكه الماس هاى مصنوعى و طبيعى داراى كيفيت جواهرى بسيار ارزشمند هستند، اما ممكن است به خاطر رگه هاى ناچيز ناخالصى ها براى استفاده به عنوان نيمه رسانا مناسب نباشند. در واقع تنها خالص ترين اين سنگ ها در كاربردهاى الكترونيكى پرقدرت از سلفون ها گرفته تا كامپيوترهاى شخصى و خطوط ارتباطاتى قابل استفاده اند .

به گفته جيمز باتلر (J.Butler) ، يكى از شيميدانان محقق در آزمايشگاه تحقيقات نيروى دريايى ايالات متحده، به لحاظ تاريخى سه مشكل عمده سر راه استفاده از الماس هاى طبيعى در كاربردهاى الكترونيكى وجود داشته است. الماس هاى طبيعى هميشه به شكل بازدارنده اى براى استفاده همه جانبه گران بوده اند و يافتن سنگ هاى بزرگ با خلوص كافى نيز بسيار دشوار است. علاوه بر اين هيچ دو سنگى دقيقاً شبيه هم نيستند و خواص منحصر به فرد در هر يك مى تواند مشكلاتى را در مدارهاى الكترونيكى به بار آورد. آخرين مشكل در استفاده از الماس براى كاربردهاى الكترونيكى و كامپيوترى نيز نياز به دو نوع الماس يعنى سنگ هاى نوع n و p براى هدايت الكترونيكى بوده است .

در دستگاه هاى مجتمع بايد از هر دو نوع الماس نيمه رساناى n و p ، استفاده كرد اما الماس هاى نوع n به طور طبيعى وجود ندارند و الماس هاى نوع p الماس آبى، به قدرى نادرند كه هيچ راه مقرون به صرفه اى براى استفاده از آنها پيدا نشده است. به هر حال الماس هاى مصنوعى اين مشكلات را برطرف مى كنند. به گفته رابرت لينارس (R.Linares) ، بنيان گذار كمپانى آپولو دياموند براى مثال مى توان با افزودن ناخالصى فلز برون به الماس، نوع P يعنى الماس آبى را توليد كرد. به طور مشابه دانشمندان مى توانند با افزودن فسفر به الماس هاى بى رنگ، الماس نوع n را نيز توليد كنند. ما براى استفاده از الماس به نوع نيمه رسانا در دستگاه هاى الكترونيكى پرقدرت نياز به تركيبى لايه اى از اين دو نوع الماس داريم. علاوه بر اين با توجه به اينكه الماس هاى بى رنگ خالص در عمل بيشتر از آنكه رسانا باشند عايق هستند، مى توان لايه هايى از آنها را به اين تركيب افزود .

امروزه نيمه رساناهاى بسيارى مثل سيليكون در گستره وسيعى از دستگاه هاى الكترونيكى به كار مى روند. اما الماس با توجه به دامنه تغييرات حرارتى و سرعت فوق العاده بيشترش، تنها در مقايسه با خلاء است كه عنوان دومين نيمه رساناى برتر جهان را به خود اختصاص مى دهد. الماس با داشتن چنين ويژگى هايى و به خصوص امروز كه آزمايشگاه قادر به توليد سنگ هاى خالص و ناخالص كنترل شده اند، مى تواند پايه گذار انواع سراسر نوينى از دستگاه هاى الكترونيكى پرقدرت باشد. با اينكه استفاده از الماس در صنايع الكترونيك به چند دهه ديگر واگذار شده است اما به اعتقاد لينارس اين سنگ قيمتى صنايع نيمه رساناسازى را به كلى دگرگون خواهد كرد .

الماس به طور طبيعى تحت فشارهاى زياد اعماق زمين و در زمانى طولانى شكل مى گيرد. اما در آزمايشگاه مى توان به كمك دو فرآيند مجزا در زمانى بسيار كوتاه تر الماس توليد كرد. فرآيند فشار بالا _ دما بالا (HP HT) اساساً تقليدى است از فرآيند طبيعى شكل گيرى الماس در حالى كه فرآيند رسوب گيرى بخار شيميايى (CVD) دقيقاً خلاف آن عمل مى كند. در واقع CVD به جاى وارد كردن فشار به كربن براى توليد الماس با آزاد گذاشتن اتم هاى كربن به آنها اجازه مى دهد با ملحق شدن به يكديگر به شكل الماس درآيند .

اين دو تكنيك براى اولين بار در دهه 1950 كشف شدند. به گفته باتلر كه هفده سال روى توليد الماس با استفاده از تكنيك CVD كار كرده است «از آنجا كه پيشگامان توليد الماس بدون فشار بالا در دهه 1950 با تمسخر سايرين از ميدان به در شدند. تكنولوژى CVD هنوز دوران كودكى اش را سپرى مى كند.» هر دو فرآيند قادرند با سرعتى خيره كننده الماس هايى با كيفيت جواهر توليد كنند اما در نهايت اين فرآيند CVD است كه به خاطر كنترل ساده ناخالصى و اندازه محصول براى تكنولوژى هاى الكترونيكى مناسب ترين خواهد بود .

فرآيند CVD با قرار دادن ذره بسيار كوچكى از الماس در خلأ آغاز مى شود. سپس گازهاى هيدروژن و متان به محفظه خلأ جريان مى يابند. در ادامه پلاسماى تشكيل شده باعث شكافته شدن هيدروژن به هيدروژن اتمى مى شود كه با متان واكنش مى دهد تا راديكال متيل و اتم هاى هيدروژن به وجود آيند. راديكال متيل نيز به ذره الماس مى چسبد تا الماس بزرگ شود . رشد الماس در تكنيك CVD ، فرآيندى خطى است، بنابراين تنها عوامل محدودكننده اندازه محصول در اين روش بزرگى ذره ابتدايى و زمان قرار دادن آن در دستگاه است .

به گفته ديويد هلير (D.Hellier) ، رئيس بخش بازاريابى كمپانى ژمسيس، «فرآيند HP HT نيز با ذره كوچكى از الماس آغاز مى شود. هر ذره الماس در محفظه هاى رشدى به اندازه يك ماشين لباسشويى، تحت دما و فشار بسيار بالا درون محلولى از گرانيت و كاتاليزورى فلزى غوطه ور مى شود. در ادامه تحت شرايط كاملاً كنترل شده اى اين الماس كوچك به تقليد از فرآيند طبيعى، مولكول به مولكول و لايه به لايه شروع به رشد مى كند.» گرچه جنرال الكتريك در توليد الماس ها به اين روش پيشگام است و الماس هاى ساخته شده با تكنيك HP HT را براى مصارف صنعتى به بازار عرضه مى كرد اما تا پيش از آنكه كمپانى ژمسيس با ساده سازى اين فرآيند امكان توليد نمونه هايى با كيفيت جواهر را فراهم كند، هرگز آن الماس ها به عنوان سنگ هاى قيمتى به فروش نرسيده بودند .

امروز هر دو كمپانى آپولو دياموند و ژمسيس الماس هاى جواهرى مى فروشند. اين الماس هاى « پرورشى» با قيمتى بسيار پايين تر از الماس طبيعى به فروش مى رسد. به گفته هلير « كمپانى ژمسيس از سال 2003 الماس هاى مصنوعى را با قيمت يك چهارم تا يك پنجم قيمت نمونه طبيعى به بازار عرضه مى كند كه از لحاظ رنگ، شفافيت، برش و قيراط مشابه سنگ هاى قيمتى طبيعى است. در واقع الماس هاى زينتى مصنوعى بخش كوچك و در عين حال پرسودى از صنعت الماس را تشكيل مى دهند. اين الماس هاى رنگى كه در مقايسه با همتاهاى بى رنگ شان فوق العاده كمياب و در نتيجه بسيار گران بها ترند با توجه به نوع ناخالصى ها در رنگ هاى گوناگون از قرمز و صورتى گرفته تا آبى، سبز و حتى زرد روشن و نارنجى توليد مى شوند. به گفته لينارس: «گرچه آپولو دياموند به زودى الماس هايى به رنگ آبى، صورتى و مشكى را عرضه خواهد كرد اما اين كمپانى با فروش الماس هاى بى رنگ مسير متفاوتى را در پيش گرفته است.» در واقع اين الماس ها مى توانند چنان كيفيت بالايى داشته باشند كه حتى ماشين هاى ساخته شده براى تشخيص سنگ هاى مصنوعى از طبيعى در تفكيك شان از يكديگر دچار مشكل شوند، همان طور كه امروزه برخى از بزرگ ترين الماس فروشان در صنعت نيز به زحمت از پس آن برمى آيند. شباهت فوق العاده نمونه هاى مصنوعى و طبيعى باعث شده است تا تاجران الماس براى تشخيص الماس هاى رنگى مصنوعى از سنگ هاى طبيعى دست به دامن آزمايشگاه هاى الماس بلژيك و ديگر نقاطى شوند كه به طور سنتى عهده دار تجزيه و تحليل و تاييد الماس ها از نظر بزرگى قيراط، رنگ و شفافيت هستند . به گفته جف ون روين (J.Van Royen) ، يكى از فيزيكدانان شوراى عالى الماس آنتورپ « وظيفه ما حمايت از انجمن هاى الماس با يافتن شيوه هايى براى شناسايى الماس هاى مصنوعى و دست كارى شده است و با تكنولوژى فعلى مان كاملاً مطمئن هستيم كه مى توانيم از پس اين كار بر بياييم. اما با پيشرفته تر شدن تكنولوژى هاى رشد و دستكارى الماس، اين تكنولوژى فعلى ديگر ابزار مطمئنى نخواهد بود .»

ادامه مطلب...

ساخت پیوند p-n

 

برای ساختن پیوند p-n به یک بخش از یک تک بلور نیمه هادی نا خالصی نوع n و به بخش دیگر نا خالصی نوع p
می افزایند . پیوند ها بسته به چگونگی ایجاد ناحیه ی انتقال از pبه n دردرون تک بلور طبقه بندی می شوند . هنگامی که ناحیه انتقال بسیار باریک باشد , پیوند ناگهانی نامیده می شود . پیوند تدریجی پیوندی است که ناحیه انتقالش در محدوده ی وسیعتری "پخش " شده باشد.

پیوند p-n ناگهانی به وسیله ی آلیاژ سازی و رشد رونشتی تشکیل می شوند . پیوند های تدریجی از طریق نفوذ گازی ناخالصیها یا کشت یونها ساخته می شوند.

رشد رونشستی :
رشد رونشستی یک لایه ی نیمه هادی روی یک پایه ی تک بلور نیمه هادی روشی برای تشکیل ناگهانی است . رشد رونشستی با گرم کردن پولک میزبان ؛ مثلأ سیلیسیم نوع n و عبور دادن جریان کنترل شده ی گازی حاوی تتراکلرید سیلیسیم sicl4و هیدروژن از روی سطح انجام می شود . در اثر فعل و انفعال گازها اتمهای سیلیسیم روی سطح پولک میزبان ته نشین می شود . چون معمولأ دما بالاتر از 1000درجه سانتی گراد است ؛ اتمهای ته نشین شده انرژی و قابلیت حرکت کافی دارند تا خود را به طور صحیح با شبکه ی بلور میزبان تطبیق دهند . این عمل سبب می شود که شبکه از روی سطح اصلی به طرف بالا امتداد یابد . سرعت نمونه ای رشد لایه ی رونشستی حدود یک میکرون در هر دقیقه است.

برای تشکیل لایه های نوع n یا p می توان در هنگام رشد رونشستی ؛ انتهای ناخالصی را به شکل ترکیب گازی به گاز حامل اضافه کرد . با رشد دادن یک لایه ی نوع pرونشستی (epi) بر روی یک پولک میزبان نوع n
پک پیوند تقریبأ ناگهانی شکل می گیرد.البته ؛ ترتیبهای دیگر مثل رشد لایه ی نوع n به روش رونشستی روی یک لایه ی نوع p
نیز ممکن است.

فرایند رونشستی به طور وسیع در ساخت مدارهای مجتمع (IC)ها به کار می رود. دیود p-n تشکیل شده در فرایند رونشستی (epi)
به طور معکوس با یاس می شود تا مدار را از پایه (پولک میزبان جدا سازد . اخیرأ از روش رونشستی در شکل دهی ساختارهای SOS
مخفف Si-on_sapphire یا Si-on-spinel
سیلیسیم)روی یاقوت سرخ یا یاقوت کبود ) است. یاقوتهای کبود , ترکیبات گوناگونی از اکسید منیزیم (Mgo)
و اکسیدآلومینیم (Al203) هستند و ارتباط نزدیکی با یاقوت سرخ دارند . به طور خلاصه ناخالصی سیلیسیم به طریق رونشستی بر روی پایه های یاقوت سرخ یا کبود رشد داده می شود .
انگیزه استفاده از پایه های یاقوت سرخ یا کبود , کیفیت عایق بودن این پایه ها در جدا سازی مدارها در طراحی IC های حاوی ادوات سریع ,به خصوص مدارهای مجتمع در مقیاس فشرده (LSI) است .

bselectron.mihanblog.com

ساختمان کریستالی نیمه هادی

همانطور که هادی ها در صنعت امروزی به خصوص در زمینه های حرارتی و برودتی کاربردی ویژه یافته اند عناصر نیمه هادی نیز اهمیت زیادی در صنعت الکترونیک و ساخت قطعات پیدا کرده اند.

هدف اصلی که در الکترونیک آنالوگ دنبال می شود تقویت سیگنالها بدون تغییر شکل آن سیگنال است. همین هدف بشر را به سمت استفاده از نیمه هادی ها در ساخت قطعات تقویت کننده پیش برده است. اما آن چیزی که عملکرد این قطعات را رقم می زند چگونگی حرکت الکترون ها و حفره ها در ساختار کریستالی این عناصر می باشد.
و این مقدمه ای ست برای پیدایش قطعاتی نظیر ترانزیستور ها –دیود ها و...

عامل موثر بر چگونگی حرکت الکترون ها و حفرها چیزی نیست جز درجه حرارت. به طوری که گفته شد درجه حرارت صفر مطلق ساختمان کریستالی نیمه هادی هایی نظیر ژرمانیوم و سیلسکن را تحت تاثیر خود قرار می دهد. یعنی در این درجه حرارت الکترون ها کاملا در باند ظرفیت قرار گرفته و نیمه هادی نظیر یک عایق عمل می کند. (به علت اینکه هیچ الکترون آزادی در باند هدایت خود ندارد).

اگر درجه حرارت افزایش یابد الکترون های لایه ظرفیت انرژی کافی کسب کرده و پیوند کو والانسی خود را شکسته وارد باند هدایت می شوند. به مراتب ای جابه جایی باعث تولید حفره ناشی از الکترون می گردد.

انرژی لازم برای شکستن چنین پیوندی در سیلسکن 1.1(الکترون ولت) و در ژرمانیوم 0.72 (الکترون ولت) می باشد. اهمیت حفره در این است که نظیر الکترون حامل جریان الکتریکی بوده و و نظیر الکترون آزاد عمل می نماید. حال آنکه تا چندی پیش دانشمندان حفره ها را حامل جریام نمی دانستند!

هنگامی که یک پیوند از الکترون خالی شده و حفره ای در آن به وجود می آید در این صورت الکترون های ظرفیت اتمهای مجاور در باند ظرفیت به سادگی قادر به اشغال این حفره هستند. الکترونی که از یک پیوند کووالانسی دیگر این حفره را اشغال می کند خود یک حفره بر جای می گذارد. بنابر این می توان به جای حرکت الکترون های باند ظرفیت تصور نمود که در این باند حفره ها حرکت می نمایند.

حرکت حفره ها بر خلاف حرکت الکترو نها می باشد. حفره جدیدی که به وجود می آید به نوبه خود توسط الکترون دیگری از پیوندی دیگر اشغال شده و بنابراین حفره پله به پله بر خلاف جهت الکترون حرکت می نماید. پس در اینجا با پدیدهی دیگری از هدایت الکتریکی روبه رو خواهیم بود که مربوط به الکترون های آزاد نمی باشد. در این صورت می توان چنین تصور کرد که حفره در جهت عکس الکترون حرکت نموده است . بنابراین حرکت الکترون در باند ظرفیت را می توان معادل حرکت حفره در خلاف جهت آن دانست.

حال میبینیم که چرا با توجه به اینکه حرکت الکترون همان حرکت حفره است از مفهمم حفره استفاده می شود. !با کمی دقت ملاحظه می شود که حرکت حفره حرکت الکترون های باند ظرفیت بوده ولی حرکت الکترون های آزاد در باند هدایت صورت می گیرد و برای بیان این تفاوت بین حرکت الکترون در باند ظرفیت و هدایت از مفهوم حفره کمک می گیریم.

به عنوان مثال فرض می شود که نیمه هادی تحت تاثیر یک میدان خارجی قرار گیرد یعنی به دو سر آن ولتاژی اعمال شود در ایک صورت الکترون های آزاد باند هدایت که تحت تاثیر نیرو های هسته ای اتم ها نیستند در این باند در خلاف جهت میدان اعمال شده حرکت خواهند نمود. انرژی این الکترون ها در جهتی نیست که در باند هدایت قرار گیرد. ولی می توانند در همان باند ظرفیت حرکت کرده و حفره های مجاور خود را اشغال نمایند. بنابر این حرکت این الکترون ها بیشتر از الکترو ن های آزاد به هسته وابسته می باشد. در حقیقت برای هر ولتاژ اعمال شده به دو سر یک نیمه هادی یک الکترون در باند ظرفیت فاصله متوسط کو تاهتری از الکترون های باند هدایت را در فاصله زمانی یکسان طی خواهند نمود.

بنابر این می توان گفت که الکترون های آزاد دارای تحرک بیشتری نسبت به حفره ها هستند. به طوری که گفته شد در درجه حرارت معمولی اتاق تعدادی از پیوند های کو والانسی شکسته سده به ازای شکسته شدن هر پیوند یک الکترون-حفره تولید می شود. الکترون و حفره هر دو حامل های بادار می باشد. با اعمال یک پتانسیل الکتریکی به دو سرهر قطعه ای نیمه هادی این حامل هر دو حرکت نمود ه و جریان به وجود می آورند.

دیدید که این حرکت ها در چگونکی رفتار یک نیمه هادی تا چه میزان می توانند موثر باشند.با پیشرفت علم و تکنولوژی استخراج کشف هر نیمه هادی جدیدی انقلابی عظیم در عصر ارتباطات حاصل می شود.

bselectron.mihanblog.com

صفحه 1 از 5

مسیر سایت : مقالات رایگان برق مقاله برق الکترونیک

برترین مقالات برق

ترانزیستور FinFET با لبه های مدوّر:ارائه یک ساختار جدید به منظور بهبود اثر خودگرمایی 1205
حذف هارمونیک دوم در فیلتر میانگذر خطوط کوپل شده موازی مایکرواستریپی به وسیله ایجاد طول کوپل اضافه 795
تحلیل وشبیه سازی اثرکشش در سدهای پتانسیل با هدف بهبود مشخصات لیزرهای نیمه هادی چند چاه کوانتومی AlGaInAs-InP با طول موج µm1.3... 722
Evaluation of 35nm MOSFET Capacitance Components in PSP Compact Model 665
AC Power Electronic Systems: Stability and Power Quality 626
Circuit Simulation in a Research Oriented Education of Power Electronics 588
مقایسه سرعت و دقت روش های مبتنی بر PCA و LDA در تشخیص چهره 579
ارائه یک الگوریتم آگاه به انرژی برای زمان بندی و نگاشت در شبکه بر روی تراشه 556
On the Feasibility of Using Large-Scale Numerical Electric Machine Field Analysis Software in Complex Electric Drive System Design Tools 533
شبیه سازی، مقایسه و انتخاب روش بهینه پیاده سازی پروسه مونوپالس در یک رادار آرایه فازی 519
An Implementation of a simplified version of the EKV MOSFET Model in Matlab and Verilog-A for simulation in Cadence 500
استفاده از فیلتر LC پایین گذر داخلی در یک مبدل فلای بک بوست Interleaved ولتاژ بالا برای حذف نوسانات ناخواسته 482
Design of Supervisory Based Switching QFT Controllers for Improved Closed Loop Performance 449
طراحی سیگنال NLFM برای فشرده سازی پالس با استفاده از الگوریتم ژنتیکی چندهدفه 444
روش جدیدی برای طراحی مدولاتورهای دلتا-سیگمای زمان پیوسته پربازده تر و پایدارتر 436
Modeling of a Hybrid Power System for Economic Analysis and Environmental Impact in HOMER 425
طراحی یک سیستم یکسوساز- اینورتر چند سطحی با منابع dc انعطاف پذیر جهت تحقق مدولاسیون همزمان دامنه و پهنای پالس 411
طراحی رویتگر با ورودی ناشناخته جهت تشخیص مقاوم عیب در یک فرآیند غیرخطی 405
تشخیص چهره سه بعدی با استفاده از روش های بهبود یافته PCA 385
شاخصی جدید برای ارزیابی بهنگام پایداری ولتاژ براساس همبستگی پروفیل ولتاژ شبکه با استفاده از روش شناسایی الگو... 378