हमारे कई दैनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण किसी न किसी तरह से ट्रांजिस्टर पर निर्भर करते हैं। ट्रांजिस्टर इलेक्ट्रॉनिक घटक होते हैं जिनका उपयोग किसी उपकरण से गुजरने वाले करंट के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। वे इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित स्विच के रूप में कार्य करते हैं और बाइनरी सिग्नल प्रदान करते हैं, जो डिवाइस डेटा को संसाधित करने के लिए उपयोग कर सकते हैं।
जैसा कि आप कल्पना कर सकते हैं, ट्रांजिस्टर लगभग हर इलेक्ट्रॉनिक उपकरण में मौजूद होते हैं जिसका आप दैनिक उपयोग कर रहे हैं। ट्रांजिस्टर कई कच्चे माल के आधार पर बनाए जा सकते हैं। हालांकि, निर्माता किसी अन्य सामग्री के ऊपर सिलिकॉन का उपयोग करना पसंद करते हैं। यहां तीन कारण बताए गए हैं।
1. सिलिकॉन सस्ता है
ऑक्सीजन के बाद पृथ्वी की पपड़ी में सिलिकॉन दूसरा सबसे प्रचुर तत्व है। हालांकि शुद्ध सिलिकॉन दुर्लभ है, सिलिका (SiO2) जैसी सामग्री समुद्र तट या अन्य रेतीले वातावरण में सादे दृश्य में आसानी से उपलब्ध है।
आप आमतौर पर समुद्र तट पर सिलिका को चमकदार अनाज के रूप में पहचान सकते हैं जो धूप वाले दिन रेत को संभालने पर चमकते हैं।
हालाँकि, समुद्र तट सिलिकॉन के स्रोत के लिए एक अच्छी जगह नहीं है। समुद्र तट की रेत में बहुत अधिक अशुद्धियाँ हैं कि सिलिका और अन्य सामग्रियों का अनुपात आदर्श नहीं है। निर्माता या तो सिलिकॉन प्रदाताओं से खरीदेंगे या सामग्री को स्वयं उन जगहों पर खोदेंगे जहां सिलिका सांद्रता घनी होती है।
जब अन्य मेटलॉइड सामग्री की तुलना में, सिलिकॉन में शुद्धिकरण का एक आसान और सीधा तरीका होता है। चूंकि सिलिका केवल सिलिकॉन और ऑक्सीजन संयुक्त है, आपको बस इतना करना है कि ऑक्सीजन कणों को हटा दें, और आपके पास शुद्ध सिलिकॉन बचा है।
प्रक्रिया 3,632 डिग्री फ़ारेनहाइट (2,000 डिग्री सेल्सियस) तक गर्म होने वाली भट्टी पर सिलिका के साथ कार्बन को पेश करने की है। गर्मी से निकलने वाली ऊर्जा सिलिकॉन और ऑक्सीजन को अलग कर देगी। परमाणु संरचनाओं के आधार पर, ऑक्सीजन के कार्बन के साथ बंधने की संभावना अधिक होती है, जिससे प्रक्रिया में अत्यधिक केंद्रित सिलिकॉन रह जाता है।
2. प्रसंस्करण चिप्स में प्रयुक्त एमओएसएफईटी बनाने के लिए सिलिकॉन का उपयोग किया जाता है
MOSFETs (मेटल-ऑक्साइड-सिलिकॉन फील्ड-इफेक्ट-ट्रांजिस्टर) प्रोसेसर और मेमोरी जैसे सीपीयू, रैम, एसएसडी और फ्लैश ड्राइव बनाने के लिए आदर्श प्रकार के ट्रांजिस्टर हैं। जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, MOSFETs सिलिकॉन से बने होते हैं। एमओएसएफईटीएस के कई गुण हैं जो उन्हें प्रसंस्करण चिप्स बनाने के लिए आदर्श घटक बनाते हैं। इनमें शामिल होंगे:
- पावर दक्षता. अन्य ट्रांजिस्टर के विपरीत, MOSFETS को वोल्टेज द्वारा नियंत्रित किया जाता है न कि करंट द्वारा। गेट को नियंत्रित करने वाले वोल्टेज के साथ और ट्रांजिस्टर से गुजरने वाली केवल न्यूनतम मात्रा में, कम ऊर्जा की खपत होती है।
- उच्च आवृत्ति स्विचिंग. MOSFET को चालू और बंद करने के लिए केवल न्यूनतम करंट का उपयोग करना इस प्रकार के ट्रांजिस्टर को उच्च-आवृत्ति अनुप्रयोगों जैसे कि प्रोसेसर पर आदर्श बनाता है।
- कम विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप. कम धाराएं एमओएसएफईटीएस को विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप उत्पन्न करने से रोकती हैं जो इसके पास के अन्य घटकों को प्रभावित कर सकती हैं। विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप की चिंता किए बिना, इंजीनियर उन्हें इतने घने स्वरूपों में पैकेज करने में सक्षम थे।
- प्राकृतिक इन्सुलेशन. सिलिकॉन में ऐसे गुण होते हैं जो प्राकृतिक रूप से होने वाले इन्सुलेशन को बनाते हैं। एक और कारण है कि MOSFETS को इसके प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले इन्सुलेशन के माध्यम से सघन रूप से पैक किया जा सकता है।
- ग्रेट थर्मल्स. उच्च धाराएँ कंडक्टरों को गर्म बनाती हैं। चूंकि MOSFETs अधिक करंट का उपयोग नहीं करते हैं, वे उतने गर्म नहीं होते हैं - जब तक कि आप उन्हें ओवरक्लॉक नहीं करते, निश्चित रूप से।
- ओवरक्लॉक करने योग्य. कम गर्मी के साथ चलने का मतलब यह भी है कि स्विच के रूप में उपयोग किए जाने वाले MOSFETS को अन्य प्रकार के ट्रांजिस्टर की तुलना में बहुत अधिक थ्रॉटल किया जा सकता है।
अपने कई लाभों और अनुप्रयोगों के साथ, इलेक्ट्रॉनिक चिप घटकों को बनाते समय MOSFETS पसंद के ट्रांजिस्टर हैं, लेकिन पहली जगह में क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर बनाने के लिए सिलिकॉन का उपयोग क्यों करें? अन्य तत्व क्यों नहीं?
ट्रांजिस्टर बनाते समय, निर्माताओं को सिलिकॉन जैसे अर्ध-प्रवाहकीय गुणों वाले तत्व का उपयोग करने की आवश्यकता होती है। सेमीकंडक्टर्स मेटलॉइड होते हैं जो न तो कंडक्टर होते हैं और न ही इन्सुलेटर। वे अभी भी बहुत ही अक्षम तरीके से करंट को प्रवाहित होने देते हैं।
शुद्ध सिलिकॉन स्वाभाविक रूप से एक खराब कंडक्टर है। हालांकि, बोरॉन और फास्फोरस जैसी अशुद्धियों को जोड़कर, इंजीनियर. के प्रवाहकीय गुणों को बदलने में सक्षम थे अर्धचालक, वोल्टेज पेश किए जाने पर ट्रांजिस्टर को कंडक्टर से इन्सुलेटर में स्विच करने की इजाजत देता है, जैसे a स्विच।
सम्बंधित: Apple के iPhone चिप्स को क्या खास बनाता है?
3. आसान निर्माण प्रक्रिया
यद्यपि अन्य अर्धचालकों में ऐसे गुण होते हैं जो बेहतर क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर बना सकते हैं, सिलिकॉन अभी भी निर्माण में आसानी के कारण पसंदीदा सामग्री है। इसका मतलब कम जटिलता है जो विशेष टूलिंग और अतिरिक्त प्रसंस्करण पर खर्च किए गए कम पैसे का अनुवाद करता है।
सिलिकॉन के साथ काम करना आसान होने के मुख्य कारणों में से एक इसके उच्च गलनांक के कारण है। सिलिकॉन का गलनांक 2,570 डिग्री फ़ारेनहाइट (1,410 डिग्री सेल्सियस) होता है। माइक्रोचिप निर्माण के लिए उच्च गलनांक वाली सामग्री आवश्यक है, खासकर यदि वे गेट-लास्ट को लागू करते हैं विनिर्माण, जो एक प्लेसहोल्डर के रूप में उपयोग किए जाने वाले एक डमी गेट का परिचय देता है जहां एक मोल्ड बनाने के लिए वास्तविक सक्रिय गेट होना है स्थापित।
एक अन्य संपत्ति जो सिलिकॉन को बनाना आसान बनाती है, वह है इसकी प्राकृतिक रूप से उत्पन्न होने वाली इन्सुलेट संपत्ति। जब ऑक्सीजन को शीर्ष सिलिकॉन परतों में पेश किया जाता है, तो वे धातु-ऑक्साइड-सिलिकॉन (ग्लास) की एक परत बनाते हैं। पतली परतों में भी ग्लास एक उत्कृष्ट इन्सुलेटर है, जिससे निर्माताओं को मुफ्त इन्सुलेशन की अनुमति मिलती है, जिससे उन्हें एक टन लागत और निर्माण समय की बचत होती है।
सस्ते होने के अलावा, सिलिकॉन उत्पादन भी बाजार में किसी भी अन्य अर्धचालक उत्पादन की तुलना में बहुत अधिक महत्वपूर्ण है। सिलिकॉन आसानी से उपलब्ध होने के साथ, निर्माताओं को काम करने के लिए कच्चे माल से बाहर निकलने, फिर से समय बचाने और अधिक माइक्रोचिप्स बनाने की चिंता करने की ज़रूरत नहीं है, जिससे अधिक लाभ होता है।
सम्बंधित: एक चिप (SoC) पर एक प्रणाली क्या है?
सिलिकॉन हर जगह है
सिलिकॉन परम अर्धचालक है जिसने हमारी दुनिया को समृद्ध बनने और आज के तकनीकी दिग्गज बनने की अनुमति दी है। यह कुछ प्रौद्योगिकी को संभव बनाने के लिए जिम्मेदार है और यही कारण है कि दुनिया के अधिकांश लोग प्रौद्योगिकी का आनंद लेने में सक्षम हैं।
यद्यपि सिलिकॉन के कई विनिर्माण लाभ हैं जो तकनीकी उद्योग को अधिक लाभदायक बनाते हैं, आप, उपभोक्ता, सिलिकॉन निर्माण से भी लाभान्वित होते हैं। स्मार्टफोन, कंप्यूटर, गेमिंग कंसोल, टीवी, सीएमओएस कैमरा, और जैसे इलेक्ट्रॉनिक उपकरण कच्चे माल की कम लागत और आसान होने के कारण अन्य सभी स्मार्ट उपकरणों को किफायती बनाया गया है उत्पादन।
सिलिकॉन हमारे जीवन का इतना बड़ा हिस्सा है कि, विडंबना यह है कि सिलिका (अशुद्ध सिलिकॉन) को रेतीले वातावरण से निकालना पड़ता है, जबकि शुद्ध सिलिकॉन हमारे पूरे घर में बिखरा हुआ पाया जा सकता है।
मूर के नियम ने दशकों से तकनीकी विकास की गति को निर्धारित किया है। लेकिन क्या होता है जब इसकी भौतिक सीमाएँ पहुँच जाती हैं?
आगे पढ़िए
- प्रौद्योगिकी की व्याख्या
- स्मृति
- सी पी यू
चीजें कैसे काम करती हैं, यह जानने के लिए तरसते हुए, जेरिक मैनिंग ने अपनी शुरुआती किशोरावस्था के दौरान सभी प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक और एनालॉग उपकरणों के साथ छेड़छाड़ करना शुरू कर दिया। उन्होंने बागुइओ विश्वविद्यालय में फोरेंसिक विज्ञान लिया, जहां उन्होंने कंप्यूटर फोरेंसिक और साइबर सुरक्षा से परिचित कराया। वह वर्तमान में बहुत से स्व-अध्ययन कर रहा है और तकनीक के साथ छेड़छाड़ कर रहा है कि वे कैसे काम करते हैं और जीवन को आसान बनाने के लिए हम उनका उपयोग कैसे कर सकते हैं (या कम से कम कूलर!)
हमारे न्यूज़लेटर की सदस्यता लें
तकनीकी युक्तियों, समीक्षाओं, निःशुल्क ई-पुस्तकों और अनन्य सौदों के लिए हमारे न्यूज़लेटर से जुड़ें!
सब्सक्राइब करने के लिए यहां क्लिक करें
