ஏற்கனவே எளிய எலக்ட்ரானிக்ஸ் பகுதியில், தொடக்க கட்டுரைகளில் திரி தடையங்கள்(transistors) குறித்து பார்த்திருந்தோம்.
அடிப்படையில், டிரான்ஸிஸ்டர் கருவிகள் என ஆங்கிலத்தில் அறியப்படும் இவை, பல விதமான எலக்ட்ரானிக் பொருட்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆனால் நான் அந்த கட்டுரையில் குறிப்பிட்டது இரு துருவ செயல்பாட்டு திரிதடையம்(BJT) மட்டும்தான்.
அதில் காணப்படக்கூடிய மற்றொரு வகை திரி தடையம், புல விளைவு திரிதடையம்( FET) என அறியப்படுகிறது.
ஆங்கிலத்தில், ஃபீல்டு எஃபெக்ட் ட்ரான்சிஸ்டர் என அறியப்படும் இவை, மின்புலத்தைக் கொண்டு அதன் ஊடாக பாயக்கூடிய மின்சாரத்தை மற்றும் மின்னழுத்தத்தை கட்டுப்படுத்தும் ஒரு குறை கடத்திக் கருவியாகும்.
இதிலும் இரு வகைகள் இருக்கின்றன. ஒன்று சந்திப்புல விளைவு திரிதடையம்(JFET) மற்றொன்று, மெட்டல் ஆக்சைடு குறை கடத்தி வகையிலான புலவிளைவு திரி தடையம்(MOSFET).
மெட்டல் ஆக்சைடு வகையிலான திரிதடையங்கள் தான், பெரும்பாலான இடங்களில் பயன்படுத்தப்படுவதாக அறிய முடிகிறது.
அது தொடர்பாக அடுத்த கட்டுரையில் விரிவாக காணலாம்.
இவற்றில் மூலம்(source), வடிகால்(drain)மற்றும் கதவு(gate) ஆகிய மூன்று பகுதிகள் காணப்படுகிறது.
இரு துருவ செயல்பாட்டு ட்ரான்சிஸ்டர்களை போல அல்லாமல், இவற்றின் முனைகளை(common terminal) மாற்றி, மாற்றி பயன்படுத்த முடியும்.
அதாவது, வடிகால் மற்றும் மூலம் ஆகியவை இரண்டுமே ஒரே வகையிலாக மாசூட்டப்பட்டு(same level doping)இருக்கிறது.
மேற்புறமாக மின்னோட்டத்தை வழங்க கூடிய பகுதி மூலமாகவும் அதன் மற்றொரு பகுதி வடிகால் ஆகவும் கொள்ளப்படும்.
இந்த இரண்டிற்கும் நடுவே கதவு போன்ற, ஒரு அமைப்பு இருக்கிறது.
இந்த திரிதடையத்தின் வடிகால் மற்றும் மூலம் ஆகிய இரண்டு பகுதிகளும் ஒரே வகையிலான, மின் கடத்திகளை (same charge carriers)கொண்டிருக்கின்றன.
அதன் அடிப்படையில், இதை நேர்மின் வகையிலான திரிதடையங்கள்(p channel) மற்றும் எதிர்மின் வகையிலான திருதடையங்கள்(n channel )என இரண்டு வகையாக பிரிக்கப்படுகின்றன
நேர்மின் வகையில், மூலம் மற்றும் வடிகால் அமைப்பானது நேர்மின் துகள்களை கடத்திகளாகக் கொண்டிருக்கும், அதாவது துளைகளை(holes) கடத்திகளாக கொண்டிருக்கும்.
அதேநேரம், எதிர்மின் வகையில் இதற்கு தலைகீழாக இருக்கும். உதாரணமாக, நேர்மின் வகையில் இருக்கக்கூடிய கதவு அமைப்பானது, எதிர் மின் துகள்களை(gate is made of electrons) கொண்டு உருவாக்கப்பட்டிருக்கும்.
இந்த கதவு பகுதிக்கு நாம் வழங்கக்கூடிய புற மின்னழுத்தத்தை கொண்டு, மின்சாரத்தின் போக்கை தீர்மானிக்க முடியும்.
உதாரணமாக, நேர்மின் வகையிலான திரிதடையத்திற்கு நீங்கள் கதவு பகுதிக்கு நேர் திசை சார்ந்த மின்னழுத்தத்தை வழங்கும்போது, கதவு பகுதியின் அளவு(wide depletion region) பெரிதாகிறது
இதை நீங்கள் முந்தைய திரிதடைய கட்டுரையில் படித்த, குறைவு பகுதியோடு(depletion) ஒப்பிட்டுக் கொள்ளலாம்.
இவ்வாறு குறையும் போது, அதன் ஊடாக மின்சாரம் பாய முடியாது. அதே எதிர் திசை சார்பு மின்னழுத்தத்தை வழங்கும்போது, அதிகப்படியான ஆற்றல் கடத்திகள் திரிதடையத்தின் ஊடாக பயணிக்கின்றன. இதன் மூலம், அதிகப்படியான மின்சாரம் பாய்கிறது.
இரு துருவ செயல்பாட்டு திரிதடையங்களில் இருக்கக்கூடிய மிக முக்கியமான பிரச்சனை! பெரும்பான்மை மின்கடத்திகள்(majority carriers)மின்சாரத்தை கடத்தாத போதிலும், சிறுபான்மையான மின்கடத்திகள் (minority carriers)சிறிய அளவிலான, அதாவது மைக்ரோ ஆம்பியர்(micro amps)அளவிலான மின்சாரத்தை கடத்தும் .
ஆனால் இந்த வகையான டிரான்ஸ்பெக்டர்களை பொறுத்தவரையில் அதிகப்படியான ஆக மின்தடையை வழங்குகிறது.
எனவே இவற்றை சிக்னல்களை அலையேற்றக்கூடிய கருவிகளிலும், குறைந்த ஆற்றல் செயல்பாடுகளிலும் பயன்படுத்த முடியும்.
தற்காலத்தில் சந்தி அடிப்படையிலான திரிதடையங்களை, குறைந்த விலையில் இருந்தே வாங்கி விட முடியும்.
இவற்றிற்கு உள்ளேயும், குறை கடத்திகள் தான் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
ஆனால் குறைவான மின்னழுத்தத்திலேயே இயங்கக்கூடிய பண்பை, இந்த திரி தடையங்கள் பெற்றிருக்கின்றன.
மேலும், இவை மின்னழுத்தத்தை கட்டுப்படுத்தும் பணியையும் செய்கின்றன.
நாம் கதவு பகுதிக்கு எதிர் திசை சார்ந்த மின்னழுத்தத்தை வழங்கும் போது அதன் பரப்பளவு மிகவும் குறைந்து(narrow depletion region)போகிறது. இவ்வாறு, அதற்கு வழங்கக்கூடிய மின்னழுத்தத்தை உயர்த்த,உயர்த்த ஒரு குறிப்பிட்ட நிலையில் திரிதடையத்தின் வடிகால்(drain) பகுதியில் நமக்கு கிடைக்கக்கூடிய மின்சாரத்தின் அளவு நிலையானதாக(constant output current)இருக்கிறது.
ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு மின்னழுத்தம் வரை, நம்மால் நிலையான மின்னழுத்தத்தை பெற முடியும்.
காரணம்! நீங்கள் வெளியில் இருந்து எவ்வளவு மின்னழுத்தத்தை வழங்கினாலும், இந்த திருதடையத்திற்குள் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு மின் அழுத்தம் தான் பயணிக்க முடியும் என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
நீங்கள் ஆயிரம் வோல்ட் மின்னழுத்தத்தை கொண்ட மின்சாரத்தை வழங்கினாலும், 50 வோல்ட் இல் இயங்கக்கூடிய திரிதடையத்தை பயன்படுத்தினால் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு வரை ஒரே மின்சாரத்தை திரிதடையமானது பராமரிக்கும்.
ஆனால், ஒரு குறிப்பிட்ட மின் அழுத்தத்திற்கு பிறகு மின்சாரத்தின் அளவு மிகவும் வேகமாக அதிகரிக்க தொடங்கும். இந்த மின்னழுத்தம் தான் திரிதடையத்தின் தடைஉடைப்பு மின்னழுத்தம்(break down voltage)என அறியப்படுகிறது.
மேலும், சந்தி புலவிளைவு திரிதடையமானது நாம் முன்பு பார்த்த இரு துருவ சந்தி திரிதடையத்தோடு ஒப்பிடும்போது, குறைவான இரைச்சலையே(low noise rate)வெளிப்படுத்தக் கூடியது.
மேலும், வெப்ப நிலைக்கு ஈடு கொடுத்து செயல்படக் கூடியதாகவும்(high thermal stability )இருக்கிறது.
ஆனால், அவற்றோடு ஒப்பிடும்போது சந்தி புல விளைவு திரிதடையத்தின் விலை அதிகம் தான்.
சரி ! எனக்கு தெரிந்த தகவல்களை இந்த கட்டுரையின் மூலமாக உங்களிடம் பகிர்ந்து கொண்டிருக்கிறேன்.
ஏதேனும் கருத்துக்கள் இருந்தால், தயங்காமல் மின் மடலுக்கு மடல் இயற்றவும்.
கட்டுரையாளர்:-
ஸ்ரீ காளீஸ்வரர் செ,
இளங்கலை இயற்பியல் மாணவர்,
(தென் திருவிதாங்கூர் இந்து கல்லூரி, நாகர்கோவில் – 02)
இளநிலை கட்டுரையாளர் மற்றும் மொழிபெயர்ப்பாளர்,
கணியம் அறக்கட்டளை.
மின்மடல் முகவரி : srikaleeswarar@myyahoo.com
இணையம் : ssktamil.wordpress.com