ซิลิคอนและไมโครอิเล็กทรอนิกส์

ทางลัด: ความแตกต่างความคล้ายคลึงกันค่าสัมประสิทธิ์การเปรียบเทียบ Jaccardการอ้างอิง

ความแตกต่างระหว่าง ซิลิคอนและไมโครอิเล็กทรอนิกส์

ซิลิคอน vs. ไมโครอิเล็กทรอนิกส์

ซิลิคอน (Silicon) เป็นธาตุเคมีในตารางธาตุ ที่มีสัญลักษณ์ Si และเลขอะตอม 14 เป็นธาตุกึ่งโลหะแบบเตตระวาเลนต์ (คือมีวาเลนซ์เป็น 4) ซิลิคอนทำปฏิกิริยาน้อยกว่าธาตุที่คล้ายกันคือคาร์บอน เป็นธาตุที่มีมากที่สุดในเปลือกโลกเป็นอันดับ 2 มีปริมาตร 25.7% โดยน้ำหนัก ปรากฏในดินเหนียว เฟลด์สปาร์ (feldspar) หินแกรนิต ควอตซ์ และทราย ส่วนใหญ่จะอยู่ในรูปของซิลิคอน ไดออกไซด์ (หรือซิลิกา) และซิลิเกต (สารประกอบที่ประกอบจากซิลิคอน ออกซิเจน และ โลหะ) ซิลิคอน เป็นส่วนประกอบหลักของแก้ว ซีเมนต์ เซรามิก, อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ ส่วนใหญ่ และซิลิโคน (สารพลาสติกที่มักจะสับสนกับซิลิคอน) ซิลิคอนใช้เป็นสารกึ่งตัวนำอย่างแพร่หลาย เนื่องจาก สารกึ่งตัวนำเจอร์เมเนียมมีปัญหาเกี่ยวกับการไหลของกระแสไหลย้อนกลับ (reverse leakage current). มโครอิเล็กทรอนิกส์ เป็นสาขาย่อยของอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครอิเล็กทรอนิกส์นั้นมีความสัมพันธ์กับการศึกษาและการผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งมีขนาดเล็กมาก อุปกรณ์เหล่านี้วัสดุจากสารกึ่งตัวนำ โดยการใช้กระบวนการที่เรียกว่า โฟโตไลโทกราฟี (photolithography) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบปกตินั้น ยังอาจมีลักษณะร่วมในเชิงไมโครอิเล็กทรอนิกส์ด้วย เช่น ทรานซิสเตอร์, ตัวเก็บประจุ, ตัวเหนี่ยวนำ, ตัวต้านทาน, ไดโอด และยังรวมถึงฉนวน และตัวนำ ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถพบได้ในอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ด้วย วงจรรวมแบบดิจิตอลนั้นส่วนใหญ่ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ ส่วนวงจรแอนะลอกนั้นปกติประกอบด้วยตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ ส่วนตัวเหนี่ยวนำนั้นใช้ในวงจรแอนะลอกความถี่สูงบางแบบ แต่มักจะใช้พื้นที่ของชิปขนาดใหญ่ หากใช้ที่ความถี่ค่ำ โดยอาจใช้ gyrator แทน เมื่อเทคนิคต่างๆ เพิ่มึ้น ขนาดของอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ก็มีขนาดลดลงตามลำดับ และที่ขนาดเล็กนั้น ผลของส่วนประกอบย่อย เช่น สายเชื่อมต่อ อาจมีความสำคัญมากกว่าเดิม เหล่านี้เรยกว่า parasitic effects และเป้าหมายของวิศวกรผู้ออกแบบไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ก็เพื่อหาทางชดเชย หรือลดผลกระทบเหล่านี้ให้เหลือน้อยที่สุด ขณะเดียวกันก็ ทำให้อุปกรณ์มีขนาดเล็กลง ทำงานเร็วขึ้น และราคาถูกลง.

สารกึ่งตัวนำ

รกึ่งตัวนำ (semiconductor) คือ วัสดุที่มีคุณสมบัติในการนำไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำและฉนวน เป็นวัสดุที่ใช้ทำอุปกรณ์อิเล็คทรอนิกส์ มักมีตัวประกอบของ germanium, selenium, silicon วัสดุเนื้อแข็งผลึกพวกหนึ่งที่มีสมบัติเป็นตัวนำ หรือสื่อไฟฟ้าก้ำกึ่งระหว่างโลหะกับอโลหะหรือฉนวน ความเป็นตัวนำไฟฟ้าขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ และสิ่งไม่บริสุทธิ์ที่มีเจือปนอยู่ในวัสดุพวกนี้ ซึ่งอาจเป็นธาตุหรือสารประกอบก็มี เช่น ธาตุเจอร์เมเนียม ซิลิคอน ซีลีเนียม และตะกั่วเทลลูไรด์ เป็นต้น วัสดุกึ่งตัวนำพวกนี้มีความต้านทานไฟฟ้าลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งเป็นลักษณะตรงข้ามกับโลหะทั้งปวง ที่อุณหภูมิ ศูนย์ เคลวิน วัสดุพวกนี้จะไม่ยอมให้ไฟฟ้าไหลผ่านเลย เพราะเนื้อวัสดุเป็นผลึกโควาเลนต์ ซึ่งอิเล็กตรอนทั้งหลายจะถูกตรึงอยู่ในพันธะโควาเลนต์หมด (พันธะที่หยึดเหนี่ยวระหว่างอะตอม) แต่ในอุณหภูมิธรรมดา อิเล็กตรอนบางส่วนมีพลังงาน เนื่องจากความร้อนมากพอที่จะหลุดไปจากพันธะ ทำให้เกิดที่ว่างขึ้น อิเล็กตรอนที่หลุดออกมาเป็นสาเหตุให้สารกึ่งตัวนำ นำไฟฟ้าได้เมื่อมีมีสนามไฟฟ้ามาต่อเข้ากับสารนี้ สารกึ่งตัวนำไม่บริสุทธิ์ เป็นสารที่เกิดขึ้นจากการเติมสารเจือปนลงไปในสารกึ่งตัวนำแท้ เช่น ซิลิกอน หรือเยอรมันเนียม เพื่อให้ได้สารกึ่งตัวนำที่มีสภาพการนำไฟฟ้าที่ดีขึ้น สารกึ่งตัวนำไม่บริสุทธิ์นี้แบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ สารกึ่งตัวนำประเภทเอ็น (N-Type) และสารกึ่งตัวนำประเภทพี (P-Type).

ซิลิคอนและสารกึ่งตัวนำ · สารกึ่งตัวนำและไมโครอิเล็กทรอนิกส์ · ดูเพิ่มเติม »

ทรานซิสเตอร์

ทรานซิสเตอร์ (transistor) เป็นอุปกรณ์สารกึงตัวนำที่สามารถควบคุมการไหลของอิเล็กตรอนได้ ใช้ทำหน้าที่ ขยายสัญญาณไฟฟ้า, เปิด/ปิดสัญญาณไฟฟ้า, ควบคุมแรงดันไฟฟ้าให้คงที่, หรือกล้ำสัญญาณไฟฟ้า (modulate) เป็นต้น การทำงานของทรานซิสเตอร์เปรียบได้กับวาล์วควบคุมที่ทำงานด้วยสัญญาณไฟฟ้าที่ขาเข้า เพื่อปรับขนาดกระแสไฟฟ้าขาออกที่จ่ายมาจากแหล่งจ่ายไฟ ทรานซิสเตอร์ประกอบด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีอย่างน้อยสามขั้วไฟฟ้าเพื่อเชื่อมต่อกับวงจร ภายนอก แรงดันหรือกระแสไฟฟ้าที่ป้อนให้กับขั้วทรานซิสเตอร์หนึ่งคู่ จะมีผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในกระแสที่ไหลผ่านในขั้วทรานซิสเตอร์อีกคู่หนึ่ง เนื่องจากพลังงานที่ถูกควบคุม (เอาต์พุต)จะสูงกว่าพลังงานที่ใช้ในการควบคุม (อินพุท) ทรานซิสเตอร์จึงสามารถขยายสัญญาณได้ ปัจจุบัน บางทรานซิสเตอร์ถูกประกอบขึ้นมาต่างหากแต่ยังมีอีกมากที่พบฝังอยู่ใน แผงวงจรรวม ทรานซิสเตอร์เป็นการสร้างบล็อกพื้นฐานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ทันสมัย ​​และเป็นที่แพร่หลายในระบบอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม.

ซิลิคอนและทรานซิสเตอร์ · ทรานซิสเตอร์และไมโครอิเล็กทรอนิกส์ · ดูเพิ่มเติม »