Solid State คืออะไร? อย่างไร?

[electron]

โซลิด เสตท (Solid State) ที่เราๆท่านๆได้ยินได้อ่าน กันอยู่บ่อยๆ แท้จริงๆแล้ว คืออะไร?

             โซลิด เสตท คืออุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์ จำพวกที่มีสารกึ่งตัวนำ(semi-conductor)สองชนิดคือ N-type,P-type ประกอบเป็นโครงสร้างในการทำงาน อุปกรณ์จำพวกโซลิดเสตท ได้ถูกคิดค้น พัฒนา ต่อมาจากหลอดสูญญากาศ(vacuum tube) เพื่อที่จะนำมาใช้แทนที่หลอดสูญญากาศในงานทุกประเภท แต่ในบางงานมิอาจทดแทนได้ แต่... เท่าที่ทดแทนได้และบางงานก็ทำได้มากกว่านี่ก็นะ... บานตะไท ตั้งแต่ไดโอดธรรมดา ไปจนถึงหน่วยประมวลผลของคอมพิวเตอร์(CPU) ล้วนต้องใช้สารกึ่งตัวนำที่ว่านี่ทั้งสิ้น การนำมาทำให้ร้องเพลงให้เราฟังได้นั้น เป็นส่วนที่เล็กน้อยมากเมื่อเทียบกับการใช้งานสารพัดรูปแบบเท่าที่มนุษย์เราจะคิดออกมาได้... เรามารู้จักเท่าที่ควรจะรู้นะครับ
            ก่อนอื่นเรามารู้จักกับโครงสร้างของอะตอม(atom) ของผลึกสารกึ่งตัวนำว่าเป็นฉันใด ? ตามภาพประกอบด้านล่างนี้ จะเห็นว่าในหนึ่งอะตอมของผลึกซิลิคอน(silicon) จะมีส่วนที่ขาดหาย(hole)ของแบบ P-Type และส่วนเกินของอิเลคตรอน(free electron)ของแบบ N-Type เมื่อเรานำสารกึ่งตัวนำทั้งสองชนิดมาทำงานด้วยกัน ก็จะเกิดการยึดเหนี่ยวที่สมบูรณ์แบบระหว่างอะตอมเกิดขึ้น (ผิดถูกประการใด pm บอกกันบ้างเน้อ)  

[electron]

โครงสร้างของอะตอมสารกึ่งตัวนำชนิด N-Type และ P-Type

         โครงสร้างของอะตอมสารกึ่งตัวนำชนิด N-Type จะมีอิเลคตรอนส่วนเกินอยู่ดังภาพประกอบภาพบน และชนิด P-Type จะขาดอิเลคตรอนอยู่ ดังภาพประกอบล่าง     

[electron]

อุปกรณ์อิเลคทรอนิคส์ที่เป็น Solid State ตัวแรกที่ควรรู้จักคือไดโอด (Diode)

             ไดโอด(diode)ธรรมดา จะประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำแบบ N-type และ P-type มาประกอบกัน ไดโอดจะมีสัญลักษณ์เป็นเหมือนลูกศร ท้ายลูกศรแทนสารกึ่งตัวนำชนิด P-type ซึ่งเป็นขั้วอาโนด(บวก) ส่วนที่เป็นปลายลูกศรที่เป็นขีดคั่นแทนสารกึ่งตัวนำชนิด N-type เป็นด้านคาโถด(ลบ) สัญญลักษณ์จะชี้ไปตามทิศทางการวิ่งเคลื่อนที่ของ hole ก็คือจาก P-type ไปหา N-type โดยคุณสมบัติของไดโอดจะยอมให้กระแสไหลในทิศทางเดียวคือ จาก anode >>> cathode เท่านั้น ซึ่งตัวอย่างไดโอดในรูปแบบต่างๆก็มีดังภาพที่มาให้ดูด้านล่างนี้ครับ เท่าที่มีอยู่ครับ    

[electron]

อุปกรณ์ Solid State ถัดมาคือทรานซิสเตอร์ (Transistor) ผู้พลิกประวัติศาสตร์โลก
 
          หลังจากที่หลอดอิเลคตรอน(eletron tube)ได้รับใช้มวลมนุษย์มายาวนาน ทั้งด้านการสื่อสารและควบคุมการทำงานของเครื่องมือต่างๆและการกำเนิดเสียงเพลง แล้ววันหนึ่งเมื่อหลายทศวรรษมาแล้ว ทรานซิสเตอร์ตัวแรกก็อุบัติขึ้นบนโลกใบนี้ ได้มีการพัฒนารูปแบบและรูปร่างมาเรื่อยๆจวบจนปัจจุบัน ได้มีการนำไปใช้แทนที่หลอดอิเลคตรอนในแทบจะทุกงาน จนหลอดอิเลคตรอนแทบจะสูญพันธุ์กันเรยย มีก็แต่งานเครื่องเสียงและเครื่องส่งวิทยุที่ยังมีใช้อยู่บ้าง (ปัจจุบันแอมป์หลอดกำลังมาเต็มหน้าโฆษณาในหนังสือเครื่องเสียง)
         โครงสร้างของทรานซิสเตอร์(Transistor) หลักๆแล้วจะมีอยู่สองชนิดใหญ่ๆคือ แบบพีเอ็นพี (PNP) และแบบเอ็นพีเอ็น (NPN) โดยใช้สารกึ่งตัวนำสองชนิดมาร่วมกันทำงาน ตามวัตถุประสงค์ของผู้ใช้งาน ซึ่งยังมีทรานซิสเตอร์ที่เรียกตามโครงสร้างภายในอีกแบบนึงคือ แบบดาร์ลิงตัน (darlington)     

[falakamo]

ลึกซึ้ง...................................................... [unde_cided]

[electron]

                         ยังไม่ได้มาต่อให้เรยยยย   [gr_in]