electronic devices ျမန္မာျပန္

၁-၆ ဒိုင္အုတ္(The Diode)
 သင္သည္ silicon အပိုင္းတခုကိုယူလိုက္ပါ။ ထိုအပို္င္း၏တျခမ္းကို trivalent အေရာ အေနွာ ထည္႔သြင္း၍ က်န္တပိုင္းကို pentavalent အေရာအေနွာထည္႔သြင္းပါ။p-type နွင္႔ n-typeတို႔ အႀကား ႀကားစပ္တေနရာျဖစ္လာမည္။ ထုိေနရာကို pn junction ဟု ေခၚသည္။ ဤနည္းျဖင္႔ အေျခခံ diode ကိုဖန္တီးသည္။ diode သည္ current ကို လားရာတဖက္သို႔သာ ျဖတ္စီးခြင္႔ျပဳေသာ ပစၥည္းျဖစ္ သည္။ pn junction အသြင္အျပင္ တခုျဖစ္ျပီး diode မ်ား၊ transistor မ်ား နွင္႔ အျခားပစၥည္းမ်ားကို ပံုမွန္အလုပ္လုပ္ေစနိုင္သည္။
ယခုအခန္းခြဲေလ႔လာျပီးလွ်င္ diode အေႀကာင္းနွင္႔ ငွင္းတြင္ pn junction မည္သို႔ ျဖစ္ေပၚလာပံု၊ pn junction ကိုျဖတ္၍ ျဖာထြက္ပံု၊ depletion region ျဖစ္ေပၚပံု၊ barrier potential အေႀကာင္းနွင္႔ ငွင္း၏အေရးပါပံု၊ ဆီလီကြန္နွင္႔ ဂ်ာေမနီယမ္ တို႔၏ barrier potential တန္ဖိုး တို႔ကို နားလည္သေဘာေပါက္လိမ္႔မည္။
p-type တပို္င္းလွ်ပ္ကူးတြင္ Trivalent အေရာအေနွာ boron အက္တမ္တလံုးသည္ ဆီလီကြန္ အက္တမ္သို႔ ေပါင္းထည္႔လိုက္ေသာအခါ hole တခုထြက္လာသည္။ သို႔ေသာ္လည္း proton နွင္႔ electron အေရအတြက္တူညီေနေသာေႀကာင္႔ ဓါတ္အားျပယ္အေျခအေနသို႔ ေရာက္ေနသည္။ n-type တပိုင္းလွ်ပ္ကူးတြင္ pentavalent အေရာအေနွာ antimony အက္တမ္တလံုးသည္ ဆီလီကြန္အက္တမ္တြင္းသုိ႔ ေပါင္းထည္႔လိုက္ေသာအခါ electron တလံုးထြက္လာသည္။ ငွင္းသည္လည္း ဓါတ္အားျပယ္ အေျခအေနသို႔ ေရာက္ေနသည္။
သန္႔စင္ဆီလီကြန္ အစိတ္အပို္င္းတခု၏တပိုင္းကို n-type အျဖစ္အေရာအေနွာထည္႔သြင္းျပီး အျခားတပို္င္းကို p-type ျဖင္႔ အေရာအေနွာ ထည္႔သြင္းလွ်င္ ထိုအပို္င္းနစ္ခုႀကားတြင္ pn junction ျဖစ္လာသည္။ ပုံ ၁-၁၇ တြင္ျပထားသည္အတိုင္း ထိုကဲ႔သို႔ diode ျဖစ္ေပၚသည္။ p-type အပိုင္းတြင္ အေရာအေနွာ အက္တမ္မွ ထြက္ေပၚလာေသာ hole( majority carrier) မ်ား အမ်ားဆံုးရွိျပီး အပူထုတ္လြတ္မွဳ ေႀကာင္႔ထြက္လာေသာ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္ (minority carrier) အနည္းငယ္ရွိသည္။ n-type အပိုင္းတြင္ အေရာအေနွာ အက္တမ္မွ ထြက္ေပၚလာေသာ electron( majority carrier) မ်ား အမ်ားဆံုးရွိျပီး အပူထုတ္လြတ္မွဳ ေႀကာင္႔ထြက္လာေသာ hole (minority carrier) အနည္းငယ္ရွိသည္။

ပံု ၁-၁၇ အေျခခံ diode တလံုး၏တည္ေဆာက္ပံု

Depletion region ျဖစ္ေပၚပံု (Formation of the depletion region)  n-type အပိုင္းတြင္ electron မ်ားသည္ အရပ္မ်က္နွာမ်ိဳးစံု သို႔ အစီစဥ္တက်မဟုတ္ပဲ ေရြ႔လ်ားေနႀကသည္။ pn junction ျဖစ္ေပၚေသာအခ်ိန္ခဏတြင္ junction အနီးမွ electron မ်ားသည္ junction ကိုျဖတ္၍ p-type အပို္င္းတြင္းရွိ junction အနီးရွိ hole မ်ားနွင္႔ ေပါင္းစပ္သြားႀကသည္။ ပံု ၁- ၁၈(က) တြင္ႀကည္႔ပါ။

ပံု ၁-၁၈ (က) လက္ဝဲ - junction စတင္ျဖစ္ေပၚခ်ိန္  (ခ) barrier potential ျဖစ္ေပၚျပီးေနာက္
Pn junction တခုျဖစ္ေပၚလာေသာအခါ free electron အခ်ိဳ႔သည္ junction ကိုျဖတ္၍ထြက္သြားေသာေႀကာင္႔ n-type အပို္င္းတြင္ electrons ဆံုးရွုံးသည္။ ဤသို႔ျဖင္႔ junction အနီးတြင္ အေပါင္းဓါတ္ေဆာင္အလြႊာ(pentavalent ions)ကိုျဖစ္ေပၚေစသည္။ ထို႔အတူ p-type အပိုင္းတြင္လည္း n-type အပိုင္းမွဝင္ေရာက္လာေသာ electron မ်ားသည္ hole မ်ားနွင္္႔ ေပါင္းစပ္ေသာေႀကာင္႔ hole မ်ားဆံုးရွံုူး ျပီး အနုတ္ဓါတ္ေဆာင္အလြႊာ (trivalent ions)ကိုျဖစ္ေပၚေစသည္။ ထိုအလြႊာ နစ္ခုသည္ ပံု ၁-၁၈(ခ) တြင္ျပထားသည္႔ အတိုင္း depletion region ကိုျဖစ္ေပၚေစသည္။ depletion ဟူေသာ အသံုးအနွန္းသည္ pnjunction အနီးရွိ charge carrier(electrons and holes) မ်ား junction ကိုျဖတ္၍ထြက္ခြာျခင္းကို ကိုယ္စားျပဳေခၚေဝၚသည္။ မွတ္သားရန္မွာ depletion region မွာ အလြန္လြယ္ကူစြာ ျဖစ္ေပၚျပီး n-type region p-type region မ်ားနွင္႔နွိုင္းယွဥ္လွ်င္ အလြန္ပါးလြႊာသည္။
   Free electron မ်ား pn junction ကုိျဖတ္ထြက္ေသာ အစပိုင္းအေျခအေနအျပီးတြင္ depletion region သည္ ျပန္႔ကားလာ ျပီးထိုေနရာတြင္ မွ်ေျခရွိေသာ အေျခအေနတခုကို ဖန္တီး၍ ထိုေနရာကို electron ျဖတ္ျပီးမထြက္ေစရန္တားဆီးသည္။ Electron မ်ားသည္ junction ကိုျဖတ္ထြက္ေသာေႀကာင္႔ junction အနီးတြင္ အေပါင္းနွင္႔ အနုတ္ ဓါတ္အားမ်ားျဖစ္ေပၚလာျပီး depletion region ျဖစ္ေပၚလာသည္။ depletion region ထဲတြင္ အနုတ္ဓါတ္အားမ်ားျပည္႔၀သြားေသာအခါ အနုတ္ဓါတ္ေဆာင္ electrons မ်ားကို ဆက္လက္၀င္ခြင္႔ မျပဳေတာ႔ပဲ တြန္းကန္ျပီး electron မ်ားလြတ္ထြက္ျခင္းျဖစ္စဥ္ ရပ္တန္႔သြားသည္။ တနည္းအားျဖင္႔ depletion region သည္ electron မ်ားဆက္လက္လြတ္ထြက္ျခင္း မျဖစ္ေစရန္ တားဆီးထားေသာ အဟန္႔အတား(barrier) ျဖစ္သြားသည္။

Barrier potential   အေပါင္းဓါတ္အားနွင္႔ အနုတ္ဓါတ္အား တို႔သည္ တခုနွွင္႔ တခုနီးကပ္စြာရွိေနေသာ အခ်ိန္တိုင္းတြင္ အခ်င္းခ်င္းအ ေပၚသက္ေရာက္ေသာ အားကို Coulomb’s law ျဖင္႔ ေဖာ္ျပသည္။ depletion region ထဲတြင္ pn junction ၏ဆန္႔က်င္ဘက္မ်ားတြင္ အေပါင္း နွင္႔ အနုတ္ဓါတ္အား မ်ားရွိေနသည္။ ဆန္႔က်င္ဘက္ဓါတ္အား မ်ားႀကားရွိ အားမ်ားသည္ field of forces ျဖစ္လာသည္။ ငွင္း ကို electric field ဟုေခၚသည္။ပံု ၁-၁၈ (ခ)တြင္ အေပါင္းနွင္႔ အနုတ္ ဓါတ္အားတို႔ ႀကားတြင္ အနီေရာင္ျမွားျဖင္႔ ေဖာ္ျပထားသည္။ ငွင္း electric field သည္ n-type အပိုင္းတြင္းရွိ free electron မ်ားအတြက္ အဟန္႔အတားျဖစ္သည္။ ထိုအဟန္႔အတားကို ျဖတ္ျပီး electron ထြက္ရန္ စြမ္းအင္လိုအပ္သည္။ထိုကဲ႔သို႔ depletion region အတြင္းရွိ electric field အဟန္႔အတားကို electron ျဖတ္၍ထြက္ခြာရန္ ျပင္ပ မွ စြမ္းအင္ထပ္မံလိုအပ္ေပသည္။
Depletion region ကိုျဖတ္ထားေသာ electric field ၏ potential ကြာျခားခ်က္သည္ ထို electric field ကို electron ျဖတ္ထြက္ရန္ လို အပ္ေသာ voltage ပမာဏပင္ျဖစ္သည္။ ထုိ potential ကြာျခားခ်က္ကို barrier potential ဟုေခၚသည္။ထိုပမာဏကို voltage ျဖင္႔ ေဖာ္ျပသည္။ အျခားနည္းျဖင္႔ေဖာ္ျပရလွ်င္ electron မ်ား junction ကိုျဖတ္ျပီးမထြက္ခြာမွီ သင္ေတာ္ေသာ ဓါတ္အားနွင္႔ barrier potential နွင္႔ တူညီေသာ voltage ေပးရန္လိုအပ္သည္။
Pn Junction ၏ barrier potential ပမာဏသည္ တပို္င္းလွ်ပ္ကူးျဒပ္စင္အမ်ိဳးအစား၊ အေရာအေနွာ ပမာဏ နွင္႔ အပူခ်ိန္ စေသာ အေႀကာင္း အခ်က္တို႔ ေပၚတြင္မူတည္သည္။ ပံုမွန္ barrier potential သည္ 25’C တြင္ ဆီလီကြန္အတြက္ 0.7V နွင္႔ ဂ်ာေမနီယမ္အတြက္ 0.3V ျဖစ္သည္။

PN junction နွင္႔ depletion region တို႔၏ စြမ္းအင္ျပပံု (Energy Diagrams of the PN junction and Depletion Region) n-type အပို္င္းတြင္းရွိ valence နွင္႔ conduction bands မ်ားသည္ p-type အပို္င္းတြင္းရွိ valence နွင္႔ conduction bands မ်ား၏ စြမ္းအင္ပမာ ဏထက္အနည္းငယ္ နညး္သည္။ ငွင္းသည္ pentavalent နွင္႔ trivalent အေရာအေနွာ အက္တမ္မ်ား၏ အက္တမ္ဆိုင္ရာ လကၡဏာ မ်ား၏ ကြာျခားခ်က္ေႀကာင္႔ျဖစ္သည္။ pn junction ျဖစ္ေပၚခ်ိန္တြင္ ျဖစ္ေပၚေသာ စြမ္းအင္ျပပံုကို ပံု ၁-၁၉ (က)တြင္ေဖာ္ျပထားသည္။ ပံုတြင္ေတြ႔ရသည္႔ အတိုင္း n-type အပိုင္း၏ valence နွင္႔ conduction band မ်ားသည္ p-type ထက္အနည္းငယ္နိမ္႔သည္ကို ေတြ႔နိုင္ သည္။သို႔ေသာ္ သိသာစြာ ထပ္ေနက်သည္။

ပံု၁-၁၉ စြမ္းအင္ပမာဏျပပံု (က) ဝဲဘက္- junction ျဖစ္ေပၚခ်ိန္       (ခ)ယာဘက္- မ်ွေျခ အေျခအေန
n-type အပိုင္းတြင္ free electron မ်ားသည္ conduction band ၏အေပၚပိုင္းကို ပိုင္ဆိုင္ျပီး junction ကိုလြယ္ကူစြာျဖတ္သြားနုိုင္ သည္။(ငွင္းတို႔သည္ ထပ္တိုးစြမ္းအင္ ရရွိမွဳမရွိေပ) ထို႔ေနာက္ p-type အပိုင္း conduction band ၏ေအာက္ဘက္ အပိုင္းတြင္ ယာယီ အားျဖင္႔ free electron မ်ားျဖစ္လာသည္။ electron မ်ားသည္ junction ကိုျဖတ္ျပီးေသာ အခါ ပံု ၁-၁၉(က) တြင္ျပထားသည္႔အတိုင္း ငွင္းတို႔၏စြမ္းအင္ လ်င္ျမန္စြာဆံုးရွံုးျပီး  p-type အပိုင္း valence band ၏ hole မ်ားအတြင္းသုိ႔ က်ဆင္းသြားသည္။
   ဤကဲ႔သုိ႔ လြတ္ထြက္ေနျခင္းမ်ား ဆက္လက္ျဖစ္ေပၚေနျပီးေနာက္ depletion region စတင္ျဖစ္ေပၚလာျပီး n-type conduction band ၏စြမ္းအင္ ပမာဏက်ဆင္းလာသည္။ ထိုသို႔က်ဆင္းလာမွုသည္ junction မွျဖတ္၍ p-type အပိုင္းသို႔ ထြက္သြား ေသာ စြမ္းအင္ျမွင္႔ electron မ်ားေႀကာင္႔ျဖစ္သည္။ ဤသို႔ ျဖင္႔ n-type အပိုင္းတြင္ junction ကိုျဖတ္ျပီး p-type အပိုင္းသုိ႔ ထြက္ခြာရန္ လိုအပ္ေသာ စြမ္းအင္ရွိသည္႔ electron မ်ားကုန္ခန္းသြားသည္။ ထို႔ျပင္ ပံု ၁-၁၉(ခ)တြင္ျပထားသည္႔အတုိင္း n-type conduction band ထိပ္ပိုင္းနွင္႔ p-type conduction band ေအာက္ပိုင္းတို႔ ေျဖာင္႔တန္းမွဳလည္း မရွိေတာ႔ေပ။ ထိုေနရာတြင္ junction သည္ မွ်ေျခ အေျခ အေနတခုသုိ႔ ေရာက္သြားသည္။ electron လြတ္ထြက္မွူလည္း ရပ္တန္႔သြားျပီး depletion region မွာလည္း ျပည္႔ဝေသာ အေျခအေန တခုသို႔ ေရာက္သြားသည္။ ထိုေနရာတြင္ n-type အပိုင္းမွ electron မ်ားသည္ junction ကိုုျဖတ္ထြက္ရန္ ပိုမိုခက္ခဲေစေသာ အရာမွာ ယခင္ေျဖာင္႔တန္းလုနီးပါးရွိေသာ အပိုင္းနွစ္ခုသည္ ယခုအခါ စြမ္းအင္ေတာင္ကုန္း ကဲ႔သုိ႔ electron မ်ားေက်ာ္ျဖတ္ရန္ခက္ခဲေစသည္။
   n-type conduction band အပိုင္း စြမ္းအင္ပမာဏေအာက္သို႔ က်ဆင္းသြားသကဲ႔သို႔ valence band အပိုင္း စြမ္းအင္ပမာဏ လည္းက်ဆင္းသြားသည္။ valence band တြင္းရွိ electron မ်ားသည္လည္း free electron ျဖစ္ရန္ လိုအပ္ေသာပမာဏမွာ condution band တြငး္ရွိ electon မ်ားနွင္႔ တန္းတူျဖစ္သည္။ တနည္းအားျဖင္႔ valence band နွင္႔ conduction band အႀကား စြမး္အင္ ပမာဏကြာဟခ်က္မွာ တူညီေနဆဲပင္ျဖစ္သည္။

၁.၆ ျပန္လွန္ေလ႔က်င္႔ခန္း 
 ၁။ pn junction ဆိုသည္မွာ အဘယ္နည္း။
၂။လြတ္ထြက္ျခင္း အေႀကာင္းရွင္းျပပါ။
 ၃။ depletion region အေႀကာင္းရွင္းျပပါ။
၄။ barrier potential အေႀကာင္းရွင္းျပပါ။မည္ကဲ႔သို႔ ဖန္တီးသနည္း။
 ၅။ ဆီလီကြန္ diode အတြက္ ပံုမွန္ barrier potential တန္ဖိုး ကိုေဖာ္ျပပါ။
 ၆။ဂ်ာေမနီယမ္ diode အတြက္ ပံုမွန္ barrier potential တန္ဖိုး ကိုေဖာ္ျပပါ။

electronic devices ျမန္မာျပန္

၁.၅ N-type ႏွင္႔ P- type တပိုင္းလွ်ပ္ကူး ( N-type and P-type semiconductor)
   တပိုင္းလွ်ပ္ကူးျဒပ္စင္မ်ားသည္ ေကာင္းမြန္စြာ current မစီးနိုင္ေပ။ ငွင္းတို႔သည္ သန္႔စင္ေသာ အေျခအေနတြင္ current စီး ဆင္းမွူ တန္ဖိုးကန္႔သတ္ခ်က္ရွိသည္။ အဘယ္ေႀကာင္႔ဆိုေသာ္ conduction band တြင္ electron အေရအတြက္ ကန္႔သတ္ထားမွဳနွင္႔ valence band တြင္ holes အေရအတြက္ ကန္႔သတ္ထားမွုေႀကာင္႔ ျဖစ္သည္။ သန္႔စင္ေသာ ဆီလီကြန္ (ဂ်ာေမနီယမ္) တို႔ကို လြတ္လပ္ အီလက္ထရြန္ သို႔မဟုတ္ holes အေရအတြက္ ကန္႔သတ္ေပးျခင္းျဖင္႔ လွ်ပ္စီး စီဆင္းနိုင္မွူ (conductivity) ကိုတိုးျမွင္႔ေပးျပီး အီလက္ထ ရြန္နစ္ပစၥည္းမ်ားတြင္ ပိုမိုအသံုး၀င္လာရန္ ျပဳျပင္နုိင္ေပသည္။ ငွင္းကို ယခုအခန္းတြင္ ေလ့လာမည္.့ အေရာအေနွာမ်ားကို ထည္႔သြင္း နိုင္သည္။တပို္င္းလွ်ပ္ကူး အေရာ အေနွာ နစ္မ်ိဳးမွာ n- type နွင္႔ p- type တို႔ ျဖစ္သည္။ ယခုအခန္းကို ေလ႔လာျပီးေသာအခါ n-type နွင္႔ p-type တို႔၏ ဂုဏ္သတိၱမ်ား အေႀကာင္း၊ doping အေႀကာင္း၊ n-type နွင္႔ p-type တပိုင္းလွ်ပ္ကူးမ်ားျဖစ္ေပၚပံု အေႀကာင္း၊အဓိက သယ္ေဆာင္သူ နွင္႔ အရန္သယ္ေဆာင္သူ(majority carrier and minority carrier)  မ်ားအေႀကာင္း တို႔ကိုေလ႔လာနိုင္ေပသည္။

အေရာအေနွာ ထည္႔သြင္းျခင္း ( doping) 
မသန္႔စင္ေသာ အေရာအေနွာ မ်ားကို ထည္႔သြင္းျခင္းျဖင္႔ ဆီလီကြန္ နွင္႔ ဂ်ာေမနီယမ္ ျဒပ္စင္ မ်ား၏ conductivity ကို တိုးျမွင္႔နိုင္သည္။ ထိုသိူ႔ လွ်ပ္စီးသယ္ေဆာင္သူ(current carrier) အေရအတြက္ တိုးတက္ေစေသာ လုပ္ငန္း စဥ္ကို doping ဟုေခၚသည္။ အေရာမေႏွာ နွစ္မ်ိုဳးမွာ n-type ႏွင္႔ p- type ျဖစ္သည္။
N-type တပိုင္းလွ်ပ္ကူး (N-type semiconductor) 
             conduction band အီလက္ထရြန္ အေရအတြက္ တိုးပြားေစရန္ သန္႔စင္ေသာ ဆီလီ ကြန္အတြင္းသုိ႔ pantavalent အေရာအေနွာအက္တမ္ (အျပင္ဘက္ဆံုးအီလက္ထရြန္ ၈လံုးပါေသာ) ထည္႔သြင္းနိုင္သည္။ ထိုအက္တမ္ မ်ားမွာ Arsenic(As), phosphorus(P), bismuth(Bi), နွင္႔ antimony(Sb) တို႔ျဖစ္သည္။
   ပံု ၁.၁၅တြင္ pentavalent အက္တမ္တလံုးသည္ ပတ္လည္ ဆီလီကြန္ အက္တမ္ ေလးလံုးနွင္႔ covalent bond ျဖစ္ေပၚ သည္။ အက္တမ္၏ အျပင္ဘက္ဆံုးအီလက္ထရြန္မ်ားမွာ covalent bond ျဖစ္ေစရန္အီလက္ထရြန္ တလံုးထြက္သြားေသာ ဆီလိီကြန္ အက္တမ္နွင္႔ေပါင္းစပ္ႀကသည္။ ထိုထြက္သြားေသာ အပိုအီလက္ထရြန္မွာ လွ်ပ္စီးကိုျဖစ္ေစေသာ conduction electron ျဖစ္လာသည္။ အဘယ္႔ေႀကာင္႔ဆိုေသာ္ ထိုအီလက္ထရြန္သည္ မည္သည္႔အီလက္ထရြန္နွင္႔ မဆိုေပါင္းစပ္နုိင္သည္။ထိုကဲ႔သို႔ အီလက္ထရြန္တလံုး ေပးလိုက္ေသာ pentavalent အက္တမ္ ကို donar atom ဟုေခၚသည္။ conduction electron အေရအတြက္ကို ဆီလီကြန္ အက္တမ္ တြင္းသုိ႔ ထည္႔သြင္းေသာ အေရာအေနွာ အေရအတြက္ေပၚ မူတည္၍ ထိန္းခ်ဳပ္နိုင္သည္။ doping ျဖစ္စဥ္ျဖင္႔ ဖန္တိီးသာ conduction electron မ်ားသည္ valence band တြင္း hole မ်ားကို ခ်န္မထားခဲ႔ေပ အဘယ္႔ေႀကာင္႔ဆိုေသာ္ valence band ကိုျဖည္႔ဆီးရန္လုိအပ္ ေသာ အေရအတြက္ထက္ပိုမ်ား ေနေသာေႀကာင္႔ျဖစ္သည္။

ပံု ၁.၅ အေရာအေနွာ pentavalent အက္တမ္ ဆီလီကြန္ခရစ္စ တယ္အတြင္းတည္ရွိေနပံု။ အပိုအီလက္ထရြန္သည္ Sb အက္တမ္ မွ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္ျဖစ္သြားသည္။

အဓိက နွင္႔ အရန္ သယ္ေဆာင္သူ(Majority and Minority Carrier)   
             Current carrier အမ်ားစုမွာ အီလက္ထရြန္မ်ား ျဖစ္ေသာေႀကာင္႔ pentavalent အက္တမ္ျဖင္႔ အေရာအေနွာသြင္းထားေသာ ဆီလီကြန္(ဂ်ာေမနီယမ္) တို႔သည္ n-type တပို္င္းလ်ွပ္ကူးမ်ားျဖစ္သည္။ n-type မ်ားတြင္ အီလက္ထရြန္မ်ားကို majority carrier ဟုေခၚသည္။ သုိ႔ေသာ္လည္း electron-hole pair မ်ားမွ အပူထုတ္လြတ္ေသာ အခါ hole အနည္းငယ္ျဖစ္ေပၚေစသည္။ hole မ်ားသည္ pentavalent အေရာအေနွာထည္႔သြင္းျခင္း ေႀကာင္႔ ျဖစ္ေပၚလာျခင္းမဟုတ္ ေပ။ n-type တြင္ hole မ်ားသည္ minority carrier မ်ားျဖစ္သည္။

P-type တပိုင္းလွ်ပ္ကူး (P-type Semiconductor)                                                                      
သန္႔စင္ဆီလီကြန္ အတြင္း hole အေရအတြက္တိုးပြားေစရန္ trivalent အေရာအေနွာမ်ားကို ေပါင္းထည္႔ရသည္။ ထိုအက္တမ္မ်ားသည္ အျပင္ဘက္ဆံုးအီလက္ထရြန္ သံုလံုး ပါဝင္ေသာ boron(B), indium(In), gallium(Ga) အက္တမ္မ်ားျဖစ္သည္။ ပံု ၁.၆ တြင္ trivalent atom(ယခုအေျခအေနတြင္ boron) သည္ ကပ္လ်က္ ဆီလီကြန္ အက္တမ္ေလးလံုးနွင္႔ covalent bond ျဖစ္ေပၚသည္။ boron ၏  အျပင္ဘက္ဆံုး အီလက္ထရြန္မ်ားသည္ covalent bond ျဖစ္ေပၚေစျပီး အီလက္ထရြန္ေလးလံုး လိုအပ္ေသာေႀကာင္႔ trivalent တလံုးေပါင္းထည္႔တိုင္း hole တလံုးရရွိသည္။ trivalent အက္တမ္သည္ အီလက္ထရြန္ရယူေသာေႀကာင္႔ acceptor atom ဟုေခၚသည္။ hole အေရအတြက္ကို ထည္႔သြင္းေသာ trivalent အေရာအေနွာ အေရအတြက္ျဖင္႔ထိန္းခ်ဳပ္သည္။ doping ျပဳလုပ္ျခင္းျဖင္႔ ျဖစ္ေပၚလာေသာ hole မ်ား သည္ conduction electron နွင္႔ လိုက္ပါသြားျခင္းမရွိေပ။

ပံု ၁.၁၆ ဆီလီကြန္ တြငး္ရွိ trivalent အေရာအေနွာ အက္တမ္ပံု။
အဓိကနွင္႔ အရန္သယ္ေဆာင္သူ (Majority and Minority carriers) Current carrier အမ်ားစုမွာ hole မ်ားျဖစ္ေသာေႀကာင္႔ trivalent atoms မ်ားနွင္႔ အေရာအေနွာလုပ္ထားေသာ ဆီလီကြန္(ဂ်ာေမနီယမ္) ကို p-type တပိုင္းလွ်ပ္ကူး ဟုေခၚသည္။ hole မ်ားကို အေပါင္း ဓါတ္ေဆာင္ အျဖစ္ယူဆနိုင္သည္။ အဘယ္ေႀကာင္႔ဆိုေသာ္ အီလက္ထရြန္ထြက္ခြာမွူ သည္ထိုေနရာတြင္ အေပါင္းဓါတ္ေဆာင္ ျဖစ္လာသည္။ hole မ်ားသည္ p-type ျဒပ္စင္မ်ားတြင္ majority carrier ျဖစ္သည္။ current ကို အဓိက သယ္ေဆာင္သူမွာ hole မ်ား ျဖစ္ေသာ္လည္း electron-hole pairs မ်ားမွ အပူထုတ္လြတ္ေသာအခါ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္အခ်ိဳ႔ ျဖစ္ေပၚလာနိုင္သည္။ trivalent အေရာအေနွာ အက္တမ္မ်ားေပါင္းထည္႔ျခင္းအားျဖင္႔ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္ျဖစ္ေပၚျခင္းကို တားဆီးနိုင္သည္။ p-type တြင္ အီလက္ ထရြန္မ်ားသည္ minority carrier ျဖစ္သည္။

၁.၅ ျပန္လွန္ေလ႔က်င္႔ခန္း 
၁။ အေရာအေနွာထည္႔သြင္းျခင္းကို ရွင္းျပပါ။ 
၂။ pentavalent နွင္႔ trivalent အက္တမ္ အႀကားရွိ ျခားနား ခ်က္ ကိုေဖာ္ျပပါ။ အျခားအက္တမ္မ်ားကိုလည္းေဖာ္ျပပါ။
၃။ n-type တပုိင္းလွ်ပ္ကူး မည္ကဲ႔သို႔ ျဖစ္ေပၚလာသနည္း။
၄။ p-type တပို္င္း လွ်ပ္ကူး မည္ကဲ႔သုိ႔ျဖစ္ေပၚလာသနည္း။
၅။ n-type တပိုင္းလွ်ပ္ကူးတြင္ majority carrier မွာ အဘယ္နည္း။ 
၆။  p-type တပိုင္းလွ်ပ္ ကူးတြင္ majority carrier မွာ အဘယ္နည္း။
၇။ မည္သည္႔ ျဖစ္စဥ္ျဖင္႔ majority carrier မ်ားထုတ္လြတ္သနည္း။ 
၈။ မည္သည္႔ ျဖစ္ စဥ္ျဖင္႔ minority carrier မ်ားထုတ္လြတ္သနည္း။
၉။ သန္႔စင္တပုိင္းလွ်ပ္ကူး နွင္႔ အေရာအေနွာ တပို္င္းလွ်ပ္ကူးႀကား ကြဲျပားခ်က္ကို ေဖာ္ျပပါ။

electronic devices ျမန္မာျပန္

၁.၄ တပိုင္းလွ်ပ္ကူးတြင္ လ်ွပ္ကူးျခင္း(Conduction in Semiconductors)
အီလက္ထရြန္နစ္ပစၥည္းမ်ား မည္ကဲ႔သို႔အလုပ္လုပ္ႀကသည္ကို နားလည္သေဘာေပါက္ရန္ အရာဝတၳဳမ်ားတြင္ မည္သည္႔နည္းျဖင္႔ လွ်ပ္စစ္ စီးသည္ကိုနားလည္ရမည္။ လွ်ပ္စီး၏အားသက္ေရာက္မွူ အေျခခံသေဘာကို နားမလည္လွ်င္diodesမ်ား transistor မ်ား အလုပ္လုပ္ပံုကို နားမလည္နုိင္ေပ။ ယခုအခန္းခြဲကိုေလ႔လာျပီးေသာအခါ တပိုင္းလ်ွပ္ကူးအတြင္း မည္ကဲ႔သို႔ လွ်စ္စီးထုတ္လုပ္ပံု၊ အီလက္ထရြန္မ်ားစီးဆင္းပံု၊ hole အေႀကာင္း၊ electron-hole အတြဲအေႀကာင္း၊ ျပန္လည္ေပါင္းစည္းျခင္း၊ electron current နွင္႔ hole current ကြာျခားပံု တို႔ကို နားလည္သေဘာေပါက္ရေပမည္။
ယခင္သိခဲ႔ျပီးသည္႔အတိုင္း အက္တမ္၏ အီလက္ထရြန္မ်ားသည္ ေဖာ္ျပခဲ႔ျပီးေသာ အစုမ်ားအတြင္းတည္ရွိသည္။ ႏ်ဴကxxxယပ္စ္ ပတ္လည္ရွိ ရွဲလ္တခုစီသည္ စြမး္အင္အစုတခုနွင္႔ စပ္ဆက္ေနျပီး အီလက္ထရြန္မရွိေသာ energy gaps မ်ားနွင္႔ခြဲျခားထားသည္။ပံု ၁.၁၀ သန္႔စင္ေသာဆီလီကြန္ ခရစ္စတယ္ အတြင္းရွိ ျပင္ပအားသက္ေရာက္ျခင္းမရွိေသးေသာ(အပူစြမ္းအင္ကဲ႔သုိ႔) အက္တမ္အတြက္ စြမ္းအင္အစုပံုကိုေဖာ္ျပထားသည္။ ငွငး္သည္ အပူခ်ိန္ 0 Kelvin တြင္သာျဖစ္ေပၚသည္။

ပံု  ၁.၁၀ သန္႔စင္ဆီလီကြန္ ခရစ္စတယ္အတြက္ စြမ္းအင္အစုျပပံု
 Electrons နွင္႔ ့holes မ်ားလွ်ပ္ကူးျခင္း (Conduction Electrons and Holes) 

ပံု ၁.၁၁ (က)
အခန္းအပူခ်ိန္တြင္ သန္႔စင္ေသာ ဆီလီကြန္ ခရစ္စတယ္ တြင္ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္ျဖစ္ရန္ valence band မွ conduction band သုိ႔ကူးေျပာင္းခ်င္ေသာ အျပင္ဘက္ဆံုး အီလက္ထရြန္ အခ်ိဳ႔အတြက္ လံုေလာက္ေသာ အပူစြမး္အင္ရွိသည္။ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္မ်ားကို လ်ွပ္ကူးအီလက္ထရြန္မ်ား (conduction electrons) ဟုလည္းေခၚသည္။ငွင္းကို ပံု ၁.၁၁(က) တြင္ျပထားျပီး ငွငး္တုိ႔ bonding ျဖစ္ေနပံုကို ပံု ၁.၁၁(ခ)တြင္ျပထားသည္။

ပံု ၁.၁၁ (ခ)
အီလက္ထရြန္တလံုးသည္ conduction band သို႔ ကူးေျပာင္းသြားေသာအခါ ခရစ္စတယ္တယ္ အတြငး္ရွိ valence band တြင္ ေနရာလြတ္က်န္ခဲ႔သည္။ထိုေနရာလြတ္ကို hole ဟုေခၚသည။္ျပင္ပအားျဖင္႔ conduction band သုိ႔ေရာက္ရွိလာေသာ အီလက္ထရြန္တိုင္းအတြက္ valence band တြင္ hole က်န္ခဲ႔သည္။ထိုသုိ႔ဖန္တီးထားျခင္းကို hole-electron pair ဟုေခၚသည္။ conduction band တြငး္ရွိအီလက္ထရြန္တလံုးသည္ စြမ္းအင္ဆံုးရွံုးျပီး valence band တြင္းရွိ hole သုိ႔ ျပန္လည္ေရာက္ရွိလာျခင္းကို ျပန္လည္ေပါင္းစည္းျခင္း(Recombination) ဟုေခၚသည္။
အက်ဥ္းခ်ဳပ္ႀကည္႔လ်ွင္ အခန္းအပူခ်ိန္တြင္ သန္႔စင္ဆီလီကြန္၏အစိတ္အပိုင္းတြင္ conduction bandသို႔ ေရာက္သြားေသာ မည္သည္႔ အက္တမ္ကမွ် ဆြဲငင္နုိင္ျခင္းမရွိေသာ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္အခ်ိဳ႔ရွိျပီး ထုိအီလက္ထရြန္မ်ားသည္ အရာ၀တၳဳမ်ားတေလ်ာက္ျဖတ္ သန္းသြားႀကသည္။(လ်ွပ္စီးအျဖစ္စီးဆင္းႀကသည္) အီလက္ထရြန္မ်ား condution band သို႔ ကူးေျပာင္းသြားေသာအခါ ထိုအေရအတြက္ အတိုင္း valence band အတြငး္ hole မ်ားက်န္ခဲ႔သည္။ ပံု ၁.၂ တြင္ျပထားသည္။

ပံု ၁.၁၂ ဆီလီကြန္ ခရစ္စတယ္အတြင္းရွိ electron-hole pairs မ်ား၊
အီလက္ထရြန္လွ်ပ္စီး နွင္႔ ဟိုးလွ်ပ္စီး (Electron Current and Hole Current)
သန္႔စင္အီလက္ထရြန္ အစိတ္အပိုင္းတခု ကို voltage ေပးေသာအခါ ပံု ၁ ၁၃ တြင္ ျပထားသည္႔အတိုင္း  လြတ္လပ္စြာ ေရြလ်ားနိုင္ ေသာ crystal တည္ေဆာက္ပံု ရွိသည္႔ conduction band တြင္ အပူေႀကာင္႔ ထုတ္လြတ္ေသာ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္မ်ား ကိုအေပါင္း ဘက္ အစြန္းကို လြယ္ကူစြာဆြဲငင္နိုင္ႀကသည္။ ထိုေရြလ်ားမွဳသည္ တပိုင္းလွ်ပ္ကူးပစၥည္းမ်ားတြင္ လွ်ပ္စီးအမ်ိဳးအစားတမ်ိဳး ျဖစ္သည္။ ငွင္းကို electron current ဟုေခၚသည္။                                                                                                                   အျခား လွ်ပ္စီးပံုစံတမ်ိဳးမွာ valence band ျဖစ္သည္။ ထို band တြင္ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္ေႀကာင္႔ ျဖစ္ေပၚလာေသာ holes မ်ား ရွိသည္။ valence band တြင္ က်န္ရွိေနေသာ အီလက္ထရြန္အခ်ိဳ႔သည္ ငွင္းတို႔၏အက္တမ္မ်ားနွင္႔ ဆြဲငင္ေနဆဲျဖစ္ျပီး လြပ္လပ္အီလက္ ထရြန္မ်ားကဲ႔သုိ႔ crystal ပံုစံအတြင္ လြတ္လပ္စြာေရြ႔လ်ား နိုင္ျခငး္မရွိေသးေပ။ သို႔ေသာ္လည္း အျပင္ဘက္ဆံုး အီလက္ထရြန္တလံုး သည္ ငွင္းတြင္ရွိေသာ စြမ္းအင္အဆင္႔ အရ နီးကပ္ေသာ hole အလြတ္မ်ားသို႔ ေရြ႔လ်ားနိုင္သည္။ ထို႔ေႀကာင္႔ အီလက္ထရြန္သည္ ငွင္းတည္ရွိခဲ႔ေသာ hole ကိုစြန္႔ခြာသည္။ ဤသုိ႔ျဖင္႔ crystal ပံုစံအတြင္း holes မ်ားတေနရာမွ တေနရာသုိ႔ ေရြ႔လ်ားႀကသည္။ ငွင္းကို hole current ဟုေခၚသည္။ပံု ၁.၁၄ တြင္ျပထားသည္။

ပံု ၁.၁၃ electron current သန္႔စင္ ဆီလီကြန္အတြင္း စီးဆင္းပံု

ပံု ၁.၁၄ hole current သန္႔စင္ ဆီလီကြန္အတြင္း စီးဆင္းပံု

၁.၄ ျပန္လွန္ေလ႔က်င္႔ခန္း
 ၁။ valence band သုိ႔မဟုတ္ conduction band တြင္ လြတ္လပ္အီလက္ထရြန္မ်ား စီးဆင္းႀကပါသလား။ 
၂။ မည္သည္႔ အီလက္ထရြန္မ်ားသည္ ျဒပ္စင္မ်ားအတြင္း လွ်ပ္စီး အျဖစ္ တံု႔ျပန္နိုင္စြမ္းရွိသနည္း။
၃။ hole   ဆိုသည္မွာ အဘယ္နည္း။
၄။ မည္သည္႔ စြမ္းအင္ ပမာဏတြင္ hole current ျဖစ္ေပၚနိုင္သနည္း။