سیمیکمڈکٹرز ہمارے الیکٹرانک آلات کو پوری دنیا کو مربوط کرنے کے قابل بناتے ہیں۔ سلیکن (ایس آئی) طویل عرصے سے سیمیکمڈکٹرز کے لئے بنیادی مواد رہا ہے ، لیکن ایک نیا متبادل سلیکن کاربائڈ (ایس آئی سی) ہے۔
سیمیکمڈکٹر مواد میں انوکھی خصوصیات ہیں ، جیسے انسولیٹر اور کنڈکٹر کے مابین بجلی کی چالکتا ، دونوں کی خصوصیات کے ساتھ۔ اور اعلی درجہ حرارت پر کم مزاحمیت ، جس سے وہ کمپیوٹر چپس میں استعمال کے ل suitable موزوں ہیں۔
سیمیکمڈکٹرز کی خصوصیات کو ان کے سالماتی ڈھانچے میں نجاست (ڈوپنگ) شامل کرکے اپنی مرضی کے مطابق بنایا جاسکتا ہے۔ اس سے سلیکن اور سلیکن کاربائڈ کے ذریعہ الیکٹرانوں کے بہاؤ کے راستے کو بدل جاتا ہے اور متعدد الیکٹرانک ایپلی کیشنز کے لئے تخصیص کی اجازت دیتا ہے۔
سیمی کنڈکٹر کی خصوصیات کے بعد بہت سے بہت سارے حصول میں ایس آئی سی ڈیوائسز ایس آئی ڈیوائسز کو پیچھے چھوڑ دیتے ہیں ، جس سے وہ زیادہ سے زیادہ کارکردگی اور کارکردگی کی جستجو میں ایک اہم کھلاڑی بن جاتے ہیں۔
سلیکن کاربائڈ کی خصوصیات کیا ہیں؟
اس کے جوہری ڈھانچے کی وجہ سے ، سلیکن کاربائڈ (ایس آئی سی) میں خالص سلیکن سے مختلف خصوصیات ہیں۔ سلیکن کرسٹل ڈھانچہ اس کی اجازت دیتا ہے کہ وہ چار پڑوسی سلیکن ایٹموں سے منسلک ایک بنیادی جالی تشکیل دے سکے۔ تاہم ، سلیکن کاربن کے ساتھ مل کر ایک مضبوطی سے بھری ٹیٹراہیڈرن تشکیل دیتا ہے جس میں چار کاربن ایٹم ایک سلیکن ایٹم کے ساتھ ملتے ہیں ، جس کے نتیجے میں ایک کرسٹل ڈھانچہ ہوتا ہے جو بجلی کی کثافت ، کارکردگی اور وشوسنییتا کو زیادہ سے زیادہ کرتا ہے۔
تھرمل چالکتا
تھرمل چالکتا ایک پیمانہ ہے کہ کسی مواد کے ذریعہ گرمی کو کتنی آسانی سے منتقل کیا جاسکتا ہے۔ یہ سیمیکمڈکٹرز کی ایک اہم خصوصیت ہے کیونکہ یہ اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ ایک مواد کس حد تک گرمی کو موثر انداز میں ختم کرنے کے قابل ہوتا ہے (بڑھتی ہوئی موجودہ کی وجہ سے گرمی کی تعمیر میں اضافہ ہوتا ہے) ، اس طرح اس کی وولٹیج اور موجودہ صلاحیتوں میں اضافہ ہوتا ہے۔
سلیکن کی تھرمل چالکتا 130 ڈبلیو/(ایم ایل کے) سلیکن کاربائڈ کے 490 ڈبلیو/(ایم پلک) سے نمایاں طور پر کم ہے ، جس سے سلیکن کاربائڈ سیمیکمڈکٹرز گرمی کو زیادہ موثر انداز میں ختم کرنے اور اعلی آپریٹنگ وولٹیج کا مقابلہ کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔
تھرمل توسیع
تھرمل توسیع اس وقت ہوتی ہے جب کسی مادی شکل یا سائز - کو تبدیل کرتا ہے لیکن درجہ حرارت میں تبدیلی کی وجہ سے مرحلہ - نہیں ، جیسے مائع سے گیس میں۔ اس کی ایک عام مثال یہ ہے کہ کھلنے کے لئے اسے بڑھانے کے لئے پھنسے ہوئے بوتل کی ٹوپی پر گرم پانی لگانا ہے۔
سلیکن کاربائڈ میں تھرمل توسیع کا ایک بہت کم قابلیت ہے ، جس کا مطلب ہے کہ یہ اعلی درجہ حرارت (اور اعلی وولٹیج) پر اپنی شکل ، طاقت اور خصوصیات کو برقرار رکھنے کے قابل ہے ، جو سلیکن کرنے کے قابل نہیں ہوسکتا ہے۔
الیکٹرک فیلڈ کی طاقت
دو دیگر اہم اور متعلقہ سیمیکمڈکٹر خصوصیات مادی بینڈ گیپ اور زیادہ سے زیادہ بجلی کے میدان کی طاقت ہیں۔
سیمیکمڈکٹر مواد کے انووں میں ، الیکٹران مختلف توانائی کے بینڈوں کے مابین منتقل ہوتے ہیں: ان خطوں کو جن پر ان کا قبضہ ہونا چاہئے کیونکہ بینڈ کے مابین توانائی کی کوئی ریاستیں نہیں ہیں۔ بینڈ گیپ (یا توانائی کا فرق) الیکٹرانوں کو ویلینس بینڈ سے کنڈکشن بینڈ تک کودنے کے لئے درکار توانائی کی مقدار ہے ، اس طرح بجلی کی چالکتا کی اجازت دیتا ہے۔ جب سیمیکمڈکٹرز برقی توانائی حاصل کرتے ہیں اور اس طرز عمل کی حالت میں داخل ہوتے ہیں تو ، وہ انوکھے انسولیٹر/کنڈکٹر ہائبرڈ خصوصیات کی نمائش کرتے ہیں۔
سلیکن کاربائڈ سیمیکمڈکٹرز میں سلیکن - پر مبنی سیمیکمڈکٹرز سے تین گنا زیادہ توانائی کا فرق ہوتا ہے ، جس کی مدد سے وہ سلیکن سے زیادہ برقی فیلڈ طاقتوں کا مقابلہ کرسکتے ہیں اور اس طرح اعلی وولٹیج اور درجہ حرارت پر کام کرتے ہیں۔
سلیکن کاربائڈ سیمیکمڈکٹر فوائد
جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے ، سلیکن کاربائڈ سیمیکمڈکٹرز میں توانائی کا ایک بڑا فرق ہے ، جس کی مدد سے وہ سلیکن - پر مبنی سیمیکمڈکٹرز کے مقابلے میں گرمی کو بہتر طور پر برداشت اور منتشر کرسکتے ہیں۔ وہ دوسرے فوائد بھی پیش کرتے ہیں:
سلیکن کاربائڈ کا اعلی توانائی کا فرق اعلی - پاور ایپلی کیشنز میں مفید ہے کیونکہ اعلی توانائی کا فرق چھوٹے سیمیکمڈکٹر آلات اور اعلی آپریٹنگ کارکردگی کی اجازت دیتا ہے۔
ڈایڈڈ ، ایک عام سیمیکمڈکٹر ڈیوائس کے لئے ، خرابی کا وولٹیج وولٹیج ہے جس پر ریورس لگایا ہوا موجودہ ڈایڈڈ کے ذریعے بہہ سکتا ہے۔ سلیکن کاربائڈ کا اعلی خرابی والی وولٹیج اسے موسفٹوں کے لئے مثالی بناتی ہے۔
اس سے MOSFETS میں ایک اور اہم سیمیکمڈکٹر کی خصوصیت پیدا ہوتی ہے: بحالی کا الٹا وقت۔ اگر کوئی موسفٹ ریورس تعصب میں جاتا ہے تو ، اپنی معمول کی حالت میں واپس آنے میں جو وقت لگتا ہے اسے ریورس ریکوری ٹائم کہا جاتا ہے۔ اس وقت کے دوران ، موجودہ الٹا سمت میں بہہ سکتا ہے اور نظام کو توانائی کے نقصان کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ ان معاملات میں ، ایس آئی سی ڈیوائسز میں انتہائی تیز بحالی کے اوقات اور نہ ہونے کے برابر توانائی کا نقصان ہوتا ہے ، جبکہ ایس آئی ڈیوائسز نہیں کرتے ہیں۔
سلیکن کاربائڈ میں سلیکن کے مقابلے میں ڈوپنگ (نجاست شامل کرنے) میں زیادہ لچک ہے۔ اسے صرف مخصوص شرائط کے تحت بجلی چلانے کے لئے تیار کیا جاسکتا ہے ، جیسے روشنی کی ایک مخصوص شدت (اورکت ، مرئی ، یا الٹرا وایلیٹ) کا تجربہ کرنا ، جو SIC سیمیکمڈکٹرز کو مزید ایپلی کیشنز دیتا ہے۔
