இருமுனய்ய
அல்லது வாயில்
(Diode OR Gates)
[01]--------------------------------------------------
'அனு' (Atom)
-----------------------------------------------------
உலகு அனய்த்துக்கும் ஆதார மூலப் பொருலாக இருப்பது, 'அனு' (Atom) ஆகும். இந்த 'அனுவுக்குல்' (Atom), மிகச் சிரிய 'துகல்' (Particle) பல உன்டு. அவய்:
(1) 'எதிர்மின்துகல்' (Electron)
(2) 'னேர்மின்துகல்' (Proton)
(3) 'மின்இலித்துகல்' (Neutron)
ஒரு 'அனுவில்' (Atom), 'எதிர்மின்துகலும்' (Electron), 'னேர்மின்துகலும்' (Proton) சம அலவில் இருக்கலாகும்.
ஒரு 'அனுவில்' (Atom) உல்ல 'னேர்மின்துகலின்' (Proton) என்னிக்கய்யே, அந்த அனுவின் 'அனு என்னல்' (Atomic Number) ஆகும்.
'அனுவின்' (Atom) மய்யப் பகுதியான 'உல்கருவில்' (Nucleus), 'மின்இலித்துகலும்' (Neutron) 'னேர்மின்துகலும்' (Proton), இயக்கம் இன்ரி னிலய்த்து இருக்கும்.
ஆனால் 'எதிர்மின்துகல்' (Electron) ஆனது, எப்பொலுதும் இயங்கிய னிலய்யில், அனுவின் 'உல்கருவினய்' (Nucleus), அதர்க்குரிய 'சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில்' (Orbit) சுட்ரிக் கொன்டு இருக்கும்.
இந்தச் 'சுட்ரு வட்டப் பாதய்க்கு' (Orbit),
முதலாம் சுட்ரு வட்டப் பாதய், இரன்டாம் சுட்ரு வட்டப் பாதய்,
மூன்ராம் சுட்ரு வட்டப் பாதய் என்ரு பல பெயர் உன்டு.
இந்தச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யய்ப் பொருத்து, அதில் சுட்ரி வரும் 'எதிர்மின்துகலின்' (Electron) என்னிக்கய் மாருபடலாகும்.
அதாவது
-----------------------------------------------------
'அனுவின்' (Atom) 'உல்கருவுக்கு' (Nucleolus) மிக அலுகில் உல்ல 1'ஆம் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் மிக அதிக அலவாக,
2*1^2 = 2 'எதிர்மின்துகலும்' (Electron),
2'ஆம் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் மிக அதிக அலவாக,
2*2^2 = 8 'எதிர்மின்துகலும்' (Electron),
3'ஆம் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் மிக அதிக அலவாக,
2*3^2 = 18 'எதிர்மின்துகலும்' (Electron),
4'ஆம் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் மிக அதிக அலவாக,
2*4^2 = 32 'எதிர்மின்துகலும்' (Electron) என்ரு,
'2*வபாஎ^2' என்னும் விதிப்படி, இருக்கலாகும்.
[வபாஎ = வட்டப் பாதய் என்னல் (Orbit Number)]
-----------------------------------------------------
'அனுவின்' (Atom) வெலிச் 'சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில்' (Orbit) எப்பொலுதும் இயங்கிய னிலய்யில், 'அனுவின்' (Atom) 'உல்கருவினய்ச்' (Nucleus) சுட்ரிக் கொன்டு இருக்கும் 'எதிர்மின்துகல்' (Electron) ஆனது, தூன்டுதல் ஏர்ப்படும் னேர்வில், 'அனு' (Atom) விட்டு 'அனு' (Atom) இடம் பெயரலாகும்.
இவ்வாரு 'எதிர்மின்துகல்' (Electron), 'அனு' (Atom) விட்டு 'அனு' (Atom) இடம் பெயர்வதய், 'மின்னோட்டம்' (Electric Current) என்ரு சொல்லப்படுது.
இவ்வாரு 'மின்னோட்டத்துக்கு' (Electric Current) காரனமாக அமய்ந்திட்ட 'எதிர்மின்துகலுக்கு' (Electron), 'மின்னனு' என்ர பெயர் ஏர்ப்படலாயிட்டு.
[02]--------------------------------------------------
'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு' (Valence Electron)
-----------------------------------------------------
அனுவின் (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit) உல்ல மின்னனுவுக்கு (Electron), 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு' (Valence Electron) என்ர பெயரும் உன்டு.
அனுவின் (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), அதிக அலவாக 8 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு' (Valence Electron) மட்டுமே இருக்கலாகும்.
இந்த 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவின்' (Valence Electron) என்னிக்கய்யய்ப் பொருத்து, மொத்தம் உல்ல 118 'தனிமமும்' (Element), 8 பிரிவாகப் பிரிக்கப்பட்டு உல்லது. அவய்:
'1 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
'2 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
'3 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
'4 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
'5 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
'6 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
'7 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
'8 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
['தனிமம்' என்பது, ஒரே மாதிரி அனு என்னல் (Atomic Number) கொன்ட தனிமப் பொருல்' ஆகும். இது வரய்யில் 118 'தனிமம்' கன்டுபிடிக்கப்பட்டு உல்லது.]
இவ்வாரு 8 பிரிவாகப் பிரிக்கப்பட்டு உல்ல 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron) கொன்ட தனிமம், னான்கு தொகுதியாகத் தொகுக்கப்படலாயிட்டு. அவய்:
(1) 'மின்கடத்தித்' (Conductor) தனிமம்: இதில்
-----------------------------------
'1 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
'2 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
'3 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
ஆகியவய் அடங்கலாகும்.
(2) 'அரய்க்கடத்தித்' (Semiconductor) தனிமம்: இதில்
-----------------------------------
'4 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
மட்டும் அடங்கலாகும்.
(3) 'மின்காப்பித்' (Insulator) தனிமம்: இதில்
-----------------------------------
'5 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
'6 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
'7 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
ஆகியவய் அடங்கலாகும்.
(4) மந்தக் காட்ருத் (Inert Gas) தனிமம்.
-----------------------------------
'8 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுத் தனிமம்'
மட்டும் அடங்கலாகும். இந்த மந்தக் காட்ருத் தனிமமும்,
மின்காப்பித் தனிமத்துல் (Insulator) அடங்கலாகும்.
[03]--------------------------------------------------
'மின்காப்பி' (Insulator)
-----------------------------------------------------
அனுவின் (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), அதிக அலவாக 8 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு' (Valence Electron) மட்டுமே இருக்கலாகும்.
இந்தச் சூல்னிலய்யில், 'அனுவின்' (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), அதிக அலவாக 5 முதல் 8 முடிய 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு' (Valence Electron) இருக்கும் னேர்வில், இத்தகய்ய 'மின்னனு' (Electron) அனய்த்தும் 'அனுவின்' (Atom) 'உல்கருவுடன்' (Nucleus), மிகுந்த ஆட்ரலுடன் ஈர்க்கப்பட்ட னிலய்யில் இருக்கும்.
இவ்வாரு 'அனுவின்' (Atom) 'உல்கருவுடன்' (Nucleus) மிகுந்த ஆட்ரலுடன் ஈர்க்கப்பட்ட னிலய்யில் இருக்கும் இத்தகய்ய 'மின்னனுவய்' (Electron), தூன்டுதல் மூலம் 'அனு' (Atom) விட்டு 'அனு' (Atom) சுலபமாக இடம் பெயரச் செய்தல் இயலாது.
அதனால் 5 முதல் 8 முடிய 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron) கொன்டிருக்கும் தனிமப் பொருல், 'மின்சாரத்தய்ச்' (Electricity) சுலபமாகக் கடத்துவது இல்லய்.
இவ்வாரு 'மின்கடத்தும்' (Conductance) பன்பு மிகவும் குரய்வாக உல்ல பொருலுக்கு, 'மின்காப்பி' (Insulator) என்ர பெயர் ஏர்ப்படலாயிட்டு.
'மின்கடத்தியில்' (Conductor), 'குருக்குப் பாதய் மின்னோட்டம்' (Short Circuit Current) ஏர்ப்படுவதய்த் தடுத்திட, 'மின்காப்பிப்' (Insulator) பொருல் பயன்படலாகுது.
எடுத்துக்காட்டு: 'மின்காப்பி' (Insulator)
-------------------------------------
பலிங்கு (Glass)
னெகிலி (Plastic)
னொய்லி (Rubber)
(இவய் யாவும் தூய தனிமம் அல்ல. கூட்டுப்பொருல் ஆகும்.)
விதிவிலக்கு: 'மின்காப்பி' (Insulator)
----------------------------------
'மின்னல்' (Lightning) ஏர்ப்படும் பொலுது, உயர் அலுத்த மின்னலுத்தம் காட்ரின் ஊடாகப் பயனித்து, னிலத்தய் வந்து அடய்யலாகுது. அதாவது உயர் அலுத்த மின்னலுத்தம், 'மின்காப்பிப்' (Insulator) பொருலின் ஊடாகப் பயனிக்கலாகும்.
[04]--------------------------------------------------
'மின்கடத்தி' (Conductor)
-----------------------------------------------------
அனுவின் (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), அதிக அலவாக 8 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு' (Valence Electron) மட்டுமே இருக்கலாகும்.
இந்தச் சூல்னிலய்யில், 'அனுவின்' (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), அதிக அலவாக 1 முதல் 3 முடிய 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு' (Valence Electron) இருக்கும் னேர்வில், இத்தகய்ய 'மின்னனு' (Electron) அனய்த்தும் 'அனுவின்' (Atom) 'உல்கருவுடன்' (Nucleus), மிகவும் குரய்ந்த ஆட்ரலுடன், வலுவட்ரு ஈர்க்கப்பட்ட னிலய்யில் இருக்கும்.
இவ்வாரு 'அனுவின்' (Atom) 'உல்கருவுடன்' (Nucleus) மிகவும் குரய்ந்த ஆட்ரலுடன், வலுவட்ரு ஈர்க்கப்பட்ட னிலய்யில் இருக்கும் இத்தகய்ய 'மின்னனுவய்' (Electron), தூன்டுதல் மூலம் 'அனு' (Atom) விட்டு 'அனு' (Atom) சுலபமாக இடம் பெயரச் செய்தல் இயலும்.
எனவே 1 முதல் 3 முடிய 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron) கொன்டிருக்கும் தனிமப் பொருல், 'மின்சாரத்தய்ச்' (Electricity) சுலபமாகக் கடத்தலாகுகும்.
இவ்வாரு 'மின்தடய்ப்' (Resistance) பன்பு மிகவும் குரய்வாக உல்ல பொருலுக்கு, 'மின்கடத்தி' (Conductor) என்ர பெயர் ஏர்ப்படலாயிட்டு. .
எடுத்துக்காட்டு: 'மின்கடத்தி' (Conductor)
--------------------------------------
(1) தங்கம் (Au = Gold)
அனு என்னல்: 79
வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் உல்ல
இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு (Valence Electron) என்னிக்கய் = 1
[79 = (2 + 8 + 18 + 32 + 18 + 1)]
(2) வெல்லி (Ag = Silver)
அனு என்னல்: 47
வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் உல்ல
இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு (Valence Electron) என்னிக்கய் = 1
[47 = (2 + 8 + 18 + 18 + 1)]
(3) செம்பு (Cu = Copper)
அனு என்னல்: 29
வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் உல்ல
இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு (Valence Electron) என்னிக்கய் = 1
[29 = (2 + 8 + 18 + 1)]
(4) அலுமினியம் (Al = Aluminium)
அனு என்னல்: 13
வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் உல்ல
இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு (Valence Electron) என்னிக்கய் = 3
[13 = (2 + 8 + 3)]
(5) இரும்பு (Fe = Iron)
அனு என்னல்: 26
வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் உல்ல
இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு (Valence Electron) என்னிக்கய் = 2
[26 = (2 + 8 + 14 + 2)]
இங்கு 3'வது சுட்ருவட்டப் பாதய்யில், 14 மின்னனுவும், கடய்சி வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் 2 மின்னனுவும் வந்திருப்பது கவனிக்கத்தக்கது. இது ஒரு னல்ல 'மின்கடத்தி' (Conductor) ஆகும்.
[05]--------------------------------------------------
'அரய்க்கடத்தி' (Semiconductor)
-----------------------------------------------------
அனுவின் (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), அதிக அலவாக 8 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு' (Valence Electron) மட்டுமே இருக்கலாகும்.
இந்தச் சூல்னிலய்யில், 'அனுவின்' (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), 4 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு' (Valence Electron) மட்டும் இருக்கும் னேர்வில், இத்தகய்ய 'மின்னனு' (Electron) 'அனுவின்' (Atom) 'உல்கருவுடன்' (Nucleus) ஈர்ப்புக்கும், ஈர்ப்பு இல்லாமய்க்கும் இடய்ப்பட்ட னிலய்யில் இருக்கும்.
அதாவது இத்தகய்ய 'மின்னனு' (Electron), குலிர் னிலய்யில் 'மின்காப்பி' (Insulator) ஆகவும், வெப்ப னிலய்யில் 'மின்கடத்தி' (Conductor) ஆகவும் செயல்படலாகும்.
இவ்வாரு 'மின்காப்பிக்கும்' (Insulator), 'மின்கடத்திக்கும்' (Conductor) இடய்ப்பட்ட னிலய்யில், 4 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron) கொன்டிருக்கும் தனிமப் பொருலுக்கு, 'அரய்க்கடத்தி' (Semiconductor) என்ர பெயர் ஏர்ப்படலாயிட்டு.
இத்தகய்ய 'அரய்க்கடத்தியில்' (Semiconductor), இரு வகய் உன்டு. அவய்:
(1) தூய தனிம அரய்க்கடத்தி (Intrinsic Semiconductor).
(2) கலப்புத் தனிம அரய்க்கடத்தி (Extrinsic Semiconductor)
(1) 'தூய தனிம அரய்க்கடத்தி' (Intrinsic Semiconductor).
------------------------------------------------
இந்த வகய்யில், பிர தனிமக் கலப்பு எதுவும் இல்லாத,
'4 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron) கொன்டிருக்கும் 'அரய்க்கடத்தி' (Semiconductor) அடங்கலாகும்.
எடுத்துக்காட்டு:
(1) கல்மம் (Si = Silicon)
அனு என்னல்: 14 = (2 + 8 + 4)
(ஒரு வகய்த் 'தூய தனிம அரய்க்கடத்தி' (Intrinsic Semiconductor),
மின்னனுச் சில்லுத் (Electronic Chip) தயாரிப்பில் பயன்படலாகுது.)
(2) செர்மானியம் (Ge = Germanium)
அனு என்னல்: 32 = (2 + 8 + 18 + 4)
(ஒரு வகய்த் 'தூய தனிம அரய்க்கடத்தி' (Intrinsic Semiconductor),
மின்னனுச் சில்லுத் (Electronic Chip) தயாரிப்பில் பயன்படலாகுது.)
(2) 'கலப்புத் தனிம அரய்க்கடத்தி' (Extrinsic Semiconductor)
------------------------------------------------
இந்த வகய்யில், பிர தனிமக் கலப்புடன் கூடிய,
'4 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron)
கொன்டிருக்கும் 'அரய்க்கடத்தி' (Semiconductor) அடங்கலாகும்.
இத்தகய்ய 'கலப்புத் தனிம அரய்க்கடத்தியில்' (Extrinsic Semiconductor), இரு வகய் உன்டு. அவய்:
(1) 'எ-வகய் அரய்க்கடத்தி'
('எதிர்மின் வகய்க் அரய்க்கடத்தி' = N-Type Semiconductor)
(2) 'னே-வகய் அரய்க்கடத்தி'
('னேர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' = P-Type Semiconductor)
[06]--------------------------------------------------
'எ-வகய் அரய்க்கடத்தி'
('எதிர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' = N-Type Semiconductor)
-----------------------------------------------------
ஒரு அனுவின் (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit),
8 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு' (Valence Electron) இருக்கும் னேர்வில், அந்த அனு (Atom) 'தன்னிரய்வு அடய்ந்த அனு' என்ரு சொல்லப்படுது.
அப்படி அல்லாமல் அனுவின் (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவின்' (Valence Electron) என்னிக்கய் 8'க்கும் குரய்வாக இருக்கும் னேர்வில், அந்த அனு (Atom) 'தன்னிரய்வு அடய்யா அனு' என்ரு சொல்லப்படுது.
இவ்வாரு அனுவின் (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவின்' (Valence Electron) என்னிக்கய் 8'க்கும் குரய்வாக இருக்கும் னேர்வில்,
8 என்னிக்கய்யய் அடய்யும் பொருட்டு, பிர அனுவுடன் (Atom) கலந்து (Doping) கூட்டு சேர முயர்ச்சிக்கும்.
இவ்வாரு இரு வெவ்வேரு வகய்த் தனிம அனு (Atom), ஒன்ருடன் ஒன்ரு கலந்து (Doping) கூட்டு சேர முயர்ச்சிக்கும் பொலுது, கூட்டு அனுவின் வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), 8 'மின்னனு' (Electron) மட்டுமே அனுமதிக்கப்பட்டு, எஞ்சி உல்ல ஒரு 'மின்னனு' (Electron) தனித்து விடப்படலாகும்.
எடுத்துக்காட்டாக
-----------------------------------------------------
'4 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron) கொன்ட
'தூய தனிம அரய்க்கடத்தி' (Intrinsic Semiconductor) ஆன 'கல்மம்' (Si = Silicon) அனுவும் (Atom),
'5 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron) கொன்ட 'பாசுபரசு' (P = Phosphorus) அனுவும் (Atom),
-----------------------------------------------------
ஒன்ருடன் ஒன்ரு கலந்து (Doping) கூட்டு சேர முயர்ச்சிக்கும் பொலுது, கூட்டு அனுவின் வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), 8 'மின்னனு' (Electron) மட்டுமே அனுமதிக்கப்பட்டு, எஞ்சி உல்ல ஒரு 'மின்னனு' (Electron) தனித்து விடப்படலாகும்.
இவ்வாரு தனித்து விடப்படும் 'மின்னனு' (Electron) கட்டுப்பாடு இல்லாத னிலய்யில் இருக்கும் ஆதலால், இந்த 'மின்னனுவுக்கு' (Electron), 'கட்டுப்பாடட்ர மின்னனு' (Free Electron) என்ர பெயர் ஏர்ப்படலாயிட்டு. [4 + 5 = 9 (8 + 1)]
இவ்வாரு கட்டுப்பாடட்ர னிலய்யில், உதிரியாகத் தனித்து விடப்படும் 'கட்டுப்பாடட்ர மின்னனுவய்க்' (Free Electron)
கொன்டிருக்கும் 'கலப்புத் தனிம அரய்க்கடத்திக்கு', 'எ-வகய் அரய்க்கடத்தி' ('எதிர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' = N-Type Semiconductor) என்னும் பெயர் ஏர்ப்படலாயிட்டு.
'மின்னனு கொடுப்பார் தனிமம்' (Donor Element)
--------------------------------------------
'எ-வகய் அரய்க்கடத்தியில்' ('எதிர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' = N-Type Semiconductor) 'கட்டுப்பாடட்ர மின்னனு' (Free Electron) உருவாகக் காரனமாக இருந்த, '5 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron) கொன்டிருக்கும் தனிமத்துக்கு ['பாசுபரசு' (Phosphorus)], 'மின்னனு கொடுப்பார் தனிமம்' (Donor Element) என்ர பெயர் ஏர்ப்படலாயிட்டு.
----------------------------------------------------
(1) கல்மம் (Si = Silicon)
(ஒரு வகய்த் 'தூய தனிம அரய்க்கடத்தி' (Intrinsic Semiconductor),
மின்னனுச் சில்லுத் (Electronic Chip) தயாரிப்பில் பயன்படலாகுது.)
அனு என்னல்: 14
வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் உல்ல
இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு (Valence Electron) என்னிக்கய் = 4
[14 = (2 + 8 + 4)]
(2) 'பாசுபரசு' (P = Phosphorus)
(ஒரு வகய்த் தனிமம்,
மின்னனுச் சில்லுத் (Electronic Chip) தயாரிப்பில் பயன்படலாகுது.)
அனு என்னல்: 15
வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் உல்ல
இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு (Valence Electron) என்னிக்கய் = 5
[15 = (2 + 8 + 5)]
'எ-வகய் அரய்க்கடத்தி'
('எதிர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' / N-Type Semiconductor)
= கல்மம் (Si = Silicon) + 'பாசுபரசு' (P = Phosphorus)
= அனு என்னல்: 14 + அனு என்னல்: 15
= இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு (Valence Electron) 4 + 5
= கட்டுப்பாடட்ர மின்னனு (Free Electron) 1
----------------------------------------------------
[07]--------------------------------------------------
'னே-வகய் அரய்க்கடத்தி'
('னேர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' = P-Type Semiconductor)
-----------------------------------------------------
அனுவின் (Atom) வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), 'இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவின்' (Valence Electron) என்னிக்கய்
8'க்கும் குரய்வாக இருக்கும் னேர்வில், 8 என்னிக்கய்யய் அடய்யும் பொருட்டு, பிர அனுவுடன் (Atom) கலந்து (Doping) கூட்டு சேர முயர்ச்சிக்கும்.
இவ்வாரு இரு வெவ்வேரு வகய்த் தனிம அனு (Atom), ஒன்ருடன் ஒன்ரு கலந்து (Doping) கூட்டு சேர முயர்ச்சிக்கும் பொலுது, கூட்டு அனுவின் வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), 8 'மின்னனுவுக்கும்' (Electron) குரய்வாக அமய்யலாகும்.
எடுத்துக்காட்டாக
-----------------------------------------------------
'4 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron) கொன்ட
'தூய தனிம அரய்க்கடத்தி' (Intrinsic Semiconductor) ஆன 'கல்மம்' (Si = Silicon) அனுவும் (Atom),
'3 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron) கொன்ட 'போரான்' (B = Boron) அனுவும் (Atom),
-----------------------------------------------------
ஒன்ருடன் ஒன்ரு கலந்து (Doping) கூட்டு சேர முயர்ச்சிக்கும் பொலுது, கூட்டு அனுவின் வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் (Orbit), 8 'மின்னனுவுக்கும்' (Electron) குரய்வாக அமய்யலாகும்.
இத்தகய்ய 'மின்னனுக்' (Electron) குரய்வுக்கு, அதாவது 'மின்னனுத்' (Electron) தேவய்ப்பாட்டுக்கு, 'மின்னனுத் துலய்' (Holes) என்ர பெயர் ஏர்ப்படலாயிட்டு. [4 + 3 = 7 (8 - 1)]
இவ்வாரு மின்னனுத் தேவய்ப்பாடு கொன்ட 'மின்னனுத் துலய்யய்க்' (Holes) கொன்டிருக்கும் 'கலப்புத் தனிம அரய்க்கடத்திக்கு', 'னே-வகய் அரய்க்கடத்தி' ('னேர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' = P-Type Semiconductor) என்னும் பெயர் ஏர்ப்படலாயிட்டு.
'மின்னனு ஏர்ப்பார் தனிமம்' (Acceptor Element)
---------------------------------
'னே-வகய் அரய்க்கடத்தியில்' ('னேர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' = P-Type Semiconductor) மின்னனுத் தேவய்ப்பாடு கொன்ட 'மின்னனுத் துலய்' (Holes) உருவாகக் காரனமாக இருந்த,
'3 இனய்ப்புத்திரன் மின்னனுவய்க்' (Valence Electron) கொன்டிருக்கும் தனிமத்துக்கு ['போரான்' (Boron)]
'மின்னனு ஏர்ப்பார் தனிமம்' (Acceptor Element) என்ர பெயர் ஏர்ப்படலாயிட்டு.
----------------------------------------------------
(1) கல்மம் (Si = Silicon)
(ஒரு வகய்த் 'தூய தனிம அரய்க்கடத்தி' (Intrinsic Semiconductor),
மின்னனுச் சில்லுத் (Electronic Chip) தயாரிப்பில் பயன்படலாகுது.)
அனு என்னல்: 14
வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் உல்ல
இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு (Valence Electron) என்னிக்கய் = 4
[14 = (2 + 8 + 4)]
(2) 'போரான்' (B = Boron)
(ஒரு வகய்த் தனிமம்,
மின்னனுச் சில்லுத் (Electronic Chip) தயாரிப்பில் பயன்படலாகுது.)
அனு என்னல்: 5
வெலிச் சுட்ரு வட்டப் பாதய்யில் உல்ல
இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு (Valence Electron) என்னிக்கய் = 3
[5 = (2 + 3)]
'னே-வகய் அரய்க்கடத்தி'
('னேர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' = P-Type Semiconductor)
= கல்மம் (Si = Silicon) + 'போரான்' (B = Boron)
= அனு என்னல்: 14 + அனு என்னல்: 5
= இனய்ப்புத்திரன் மின்னனு (Valence Electron) 4 + 3
= மின்னனுத் தேவய்ப்பாடு கொன்ட 'துலய்' (Holes) 1
----------------------------------------------------
[08]--------------------------------------------------
'இருமுனய்யம்' (Diode)
-----------------------------------------------------
வெவ்வேரு வகய் 'அரய்க்கடத்தி' (Semiconductor) இரன்டய் இனய்த்திட்டால், அதாவது
'னேர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' (P-Type Semiconductor), மட்ரும் 'எதிர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' (N-Type Semiconductor) ஆகிய இரன்டய் இனய்த்திட்டால், 'இருமுனய்யம்' (Diode) கிடய்க்கலாகும்.
அதில் 'எ-வகய் அரய்க்கடத்தி' ['எதிர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி' (N-Type Semiconductor)] என்பது, உதிரியாக விடப்பட்ட 'கட்டுப்பாடட்ர மின்னனுவய்க்' (Free Electron) கொன்டிருக்கும்.
அடுத்து 'னே-வகய்க் அரய்க்கடத்தி' ['னேர்மின் வகய்க் அரய்க்கடத்தி' (P-Type Semiconductor)] என்பது, மின்னனுத் தேவய்ப்பாடு கொன்ட, 'மின்னனுத் துலய்யய்க்' (Holes) கொன்டிருக்கும்.
இத்தகய்ய 'இருமுனய்யம்' (Diode) ஆனது, 'மாருதிசய் மின்னோட்டத்தய்' (AC = Alternating Current), ஒருதிசய் மின்னோட்டமாக, அதாவது 'னேர்திசய் மின்னோட்டமாக' (DC = Direct Current) மாட்ரிடப் பயன்படலாகுது. அதாவது 'மின்திருத்தி' (Rectifier) ஆகப் பயன்படலாகுது.
'இருமுனய்யத்தின்' (Diode) முன்னோக்குச் சார்பு (Forward Bias)
மின்னோட்ட இனய்ப்புனிலய்
----------------------------
மின்கலத்தின் னேர்மின் முனய்யய், 'இருமுனய்யத்தின்' (Diode)
'னே-வகய் அரய்க்கடத்தியுடனும்' (P-Type Semiconductor),
மின்கலத்தின் எதிர்மின் முனய்யய், 'இருமுனய்யத்தின்' (Diode)
'எ-வகய் அரய்க்கடத்தியுடனும்' (N-Type Semiconductor) இனய்த்திட்டால்,
'ஒன்ருபட்ட மின்னூட்டத் துகல், ஒன்ரய் ஒன்ரு ஒதுக்கித் தல்லும்' என்ர விதிப்படி,
மின்கலத்தின் னேர்மின் அலுத்தம், 'னே-வகய் அரய்க்கடத்தியில்' (P-Type Semiconductor) உல்ல 'மின்துலய்யய்' (Holes), 'அரய்க்கடத்தியின்' (Semiconductor) சந்தியய் னோக்கித் தல்லிடும். அதே னேரத்தில், மின்கலத்தின் எதிர்மின் அலுத்தம், 'எ-வகய் அரய்க்கடத்தியில்' (N-Type Semiconductor) உல்ல 'மின்னனுவய்' (Electrons), 'அரய்க்கடத்தியின்' (Semiconductor) சந்தியய் னோக்கித் தல்லிடும்.
இதனால், 'இருமுனய்யத்தின்' (Diode) 'அரய்க்கடத்திச்' (Semiconductor) சந்திப்பில் னெருக்குதல் ஏர்ப்பட்டு, முன்னோக்குச் சார்பு (Forward Bias) மின்னோட்ட இனய்ப்புனிலய் ஏர்ப்படலாகும்.
இத்தகய்யச் சூலலில், 'இருமுனய்யத்தில்' (Diode) உல்ல 'அரய்க்கடத்தியின்' (Semiconductor) சந்திப்பின் ஊடாக, 'மின்னோட்டம்' (Electric Current) அனுமதிக்கப்பட்லாகும்.
'இருமுனய்யத்தின்' (Diode) பின்னோக்குச் சார்பு (Reverse Bias)
மின்னோட்டத் துன்டிப்புனிலய்
----------------------------
மின்கலத்தின் எதிர்மின் முனய்யய், 'இருமுனய்யத்தின்' (Diode)
'னே-வகய் அரய்க்கடத்தியுடனும்' (P-Type Semiconductor),
மின்கலத்தின் னேர்மின் முனய்யய், 'இருமுனய்யத்தின்' (Diode)
'எ-வகய் அரய்க்கடத்தியுடனும்' (N-Type Semiconductor) மாட்ரி இனய்த்திட்டால், 'மாருபட்ட மின்னூட்டத் துகல், ஒன்ரய் ஒன்ரு ஈர்த்து இலுக்கும்' என்ர விதிப்படி,
'எ-வகய் அரய்க்கடத்தியில்' (N-Type Semiconductor) உல்ல 'மின்னனுவய்' (Electrons), மின்கலத்தின் னேர்மின் முனய் தன்னய் னோக்கி இலுத்திடும்.
அதே னேரத்தில், 'னே-வகய் அரய்க்கடத்தியில்' (P-Type Semiconductor) உல்ல 'மின்துலய்யய்' (Holes), மின்கலத்தின் எதிர்மின் முனய் தன்னய் னோக்கி இலுத்திடும்.
இதனால், 'இருமுனய்யத்தின்' (Diode) 'அரய்க்கடத்திச்' (Semiconductor) சந்திப்பில் னெருக்குதல் னீங்கி, பின்னோக்குச் சார்பு (Reverse Bias) மின்னோட்டத் துன்டிப்புனிலய் ஏர்ப்படலாகும்.
இத்தகய்யச் சூலலில், 'இருமுனய்யத்தில்' (Diode) உல்ல 'அரய்க்கடத்தியின்' (Semiconductor) சந்திப்பின் ஊடாக, 'மின்னோட்டம்' (Electric Current) அனுமதிக்கப்படமாட்டாது.
இத்தகய்ய 'இருமுனய்யம்' (Diode) ஆனது, 'மாருதிசய் மின்னோட்டத்தய்' (AC = Alternating Current), ஒருதிசய் மின்னோட்டமாக, அதாவது 'னேர்திசய் மின்னோட்டமாக' (DC = Direct Current) மாட்ரிடப் பயன்படலாகுது. அதாவது 'மின்திருத்தி' (Rectifier) ஆகப் பயன்படலாகுது.
----------------------------------------------------
'இருமுனய்யம்' (Diode)
முன்னோக்குச் சார்பு (Forward Bias)
மின்னோட்ட இனய்ப்புனிலய்
['னேர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி'] ['எதிர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி']
[P-Type Semiconductor) ----------] [------ (N-Type Semiconductor]
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>[.......(+)(+)(+)][(-)(-)(-)......]<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
!................................ மின்னோட்ட இனய்ப்புனிலய்...................................!
\<<<<<<<<<<<<<<<<<[(+) மின்கலன் (-)]>>>>>>>>>>>>>>>/
----------------------------------------------------
'இருமுனய்யம்' (Diode)
பின்னோக்குச் சார்பு (Reverse Bias)
மின்னோட்டத் துன்டிப்புனிலய்
['னேர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி'] ['எதிர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தி']
[P-Type Semiconductor) ----------] [------ (N-Type Semiconductor]
<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<[(+)(+)(+).......][.......(-)(-)(-)]>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>
!................................ மின்னோட்டத் துன்டிப்புனிலய்.................................!
\>>>>>>>>>>>>>>>>[(-) மின்கலன் (+)]<<<<<<<<<<<<<<<
(2) எனேஎ முத்தடய்யம்
['எதிர்மின்-னேர்மின்-எதிர்மின்' வகய் முத்தடய்யம்
(NPN Transistor)] ஆகும்.
அதாவது இரு 'னேர்மின் வகய் அரய்க்கடத்திக்கு' (P-Type Semiconductor) னடுவில், ஒரு 'எதிர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தியய்' (N-Type Semiconductor) இனய்த்திட்டால், 'னேஎனே' (PNP) வகய் முத்தடய்யம் கிடய்க்கலாகும்.
அதே போன்ரு இரு 'எதிர்மின் வகய் அரய்க்கடத்திக்கு' (N-Type Semiconductor) னடுவில், ஒரு 'னேர்மின் வகய் அரய்க்கடத்தியய்' (P-Type Semiconductor) இனய்த்திட்டால், 'எனேஎ' (NPN) வகய் முத்தடய்யம் கிடய்க்கலாகும்.
இத்தகய்ய 'முத்தடய்யம்' (Transistor) ஆனது, வலுக் குரய்ந்த 'சய்கய் அலய்யய்' (Signal Waves), வலு மிக்க 'சய்கய் அலய்யாக' (Signal Waves) மாட்ரிடப் பயன்படலாகுது. அதாவது 'மின்பெருக்கி' (Amplifier) ஆகப் பயன்படலாகுது.
[11]--------------------------------------------------
'தருக்க வாயில்' (Logic Gate)
-----------------------------------------------------
தருக்க வாயில் குரித்த
'கோட்டுப் படம் யாவும்,
னினய்வுக் குரிப்பு ஆகும்.
ஒவ்வொரு 'தருக்க வாயில்' (Logic Gate) உல்லேயும்,
பல 'இருமுனய்யம்' (Diode), மட்ரும் 'மின்தடய்யம்' (Resistors) அல்லது
பல 'முத்தடய்யம்' (Transistors), மட்ரும் 'மின்தடய்யம்' (Resistors) ஆகியதய்க் கொன்ட 'மின்சுட்ரு' (Circuit) உன்டு.
அதாவது
பல 'இருமுனய்யம்' (Diode), மட்ரும் 'மின்தடய்யம்' (Resistors)
அல்லது
பல 'முத்தடய்யம்' (Transistors), மட்ரும் 'மின்தடய்யம்' (Resistors) ஆகியதய் இனய்த்திட்டால்,
'தருக்க வாயில்' (Logic Gate) கிடய்க்கலாகும்.
அடிப்படய்த் தருக்க வாயில் (Basic Logic Gates)
----------------------------------------------------
மின்சுட்ரின் அமய்ப்பு மட்ரும் செயலின் அடிப்படய்யில்,
'தருக்க வாயிலுக்குப்' (Logic Gate) பல பெயருன்டு. அவட்ருல்
(1) உம்மய் வாயில் [உம் வாயில்=AND Gate]
(2) அல்லது வாயில் [அல் வாயில்=OR Gate]
(3) இல்லய் வாயில் [இலி வாயில்=NOT Gate]
ஆகிய மூன்ரும் 'அடிப்படய்த் தருக்க வாயில்' (Basic Logic Gates) ஆகும். மட்ரவய் எல்லாம் 'கூட்டு வாயில்' ஆகும்.
எடுத்துக்காட்டு:
(1) 'உம்மய்-இல்லய்' வாயில்
---------- [உம்இ வாயில்=NAND Gate = AND + NOT Gate]
(2) 'அல்லது-இல்லய்' வாயில்
---------- [அல்இ வாயில்=NOR Gate = OR + NOT Gate]
(3) 'விலக்கும் அல்லது வாயில்
---------- [விஅல் வாயில்=XOR Gate = Exclusive-OR Gate]
மேலும் தருக்க வாயிலில் (Logic Gates),
இரு பிரிவு உன்டு. அவய்:
(1) 'இருமுனய்யத் தருக்க வாயில்' (Diode Logic Gates). இதில்
----------------------------------------------------
1. 'இருமுனய்ய உம் வாயில்' [Diode AND Gate]
2. 'இருமுனய்ய அல் வாயில்' [Diode OR Gate]
3. 'இருமுனய்ய இலி வாயில்' [Diode NOT Gate]...! ...?
ஆகியவய் அடங்கும்.
(2) 'முத்தடய்யத் தருக்க வாயில்' (Transistor Logic Gates). இதில்
----------------------------------------------------
1. 'முத்தடய்ய உம் வாயில்' [Transistor AND Gate]
2. 'முத்தடய்ய அல் வாயில்' [Transistor OR Gate]
3. 'முத்தடய்ய இலி வாயில்' [Transistor NOT Gate]
ஆகியவய் அடங்கும்.
[12]--------------------------------------------------
'இருமுனய்ய அல் வாயில்' [Diode OR Gate]
-----------------------------------------------------
'இருமுனய்ய அல் வாயிலுக்கு' (Diode OR Gate),
இரு உல்லீடும், ஒரு வெலியீடும் உன்டு.
'இருமுனய்ய அல் வாயிலின்' [Diode OR Gate]
'அ' உல்லீட்டில் 1 ஆனாலும், அல்லது
'இ' உல்லீட்டில் 1 ஆனாலும், அல்லது
'அ' மட்ரும் 'இ' ஆகிய இரு உல்லீட்டிலும் 1 ஆனாலும்,
'உ' வெலியீடு 1 ஆகும்.
'இருமுனய்ய அல் வாயிலின்' [Diode OR Gate]
மெய்னிலய்க் கட்டவனய் (Truth Table)
----------------------------------------------------------
----------- தருக்க வாயில் உல்லீடு
0, 1, 0, 1 = உல்லீடு [அ மாரி] [A Variable]
0, 0, 1, 1 = உல்லீடு [இ மாரி] [B Variable]
----------- தருக்க வாயில் வெலியீடு
0, 1, 1, 1 = வெலியீடு [உ மாரி = (அ + இ)] [C Variable]
----------------------------------------------
இதில் '1' என்பது, +5 ஓல்ட் மின்னலுத்தத்தய்க் குரிப்பிடலாகும்.
இதில் '0' என்பது, '0' ஓல்ட் மின்னலுத்தத்தய்க் குரிப்பிடலாகும்.
'இருமுனய்ய அல் வாயில்' [Diode OR Gate] உருவமய்ப்பு:
-----------------------------------------------------
'இருமுனய்ய அல் வாயிலுல்' [Diode OR Gate], இரன்டு 'இருமுனய்யம்' (Diode) உல் பொதியப்பட்டு இருக்கும்.
அத்துடன் 'அல் வாயிலுக்கு' [OR Gate], இரன்டு உல்லீட்டு முனய்யும், ஒரு வெலியீட்டு முனய்யும் உன்டு.
ஒவ்வொரு 'இருமுனய்யத்தின்' (Diode) 'னேர்மின்-வகய் அரய்க்கடத்தியுடன்' (P-Type Semiconductor), 'அல் வாயிலின்' [OR Gate] ஒவ்வொரு உல்லீட்டு முனய்யும் தனித்தனியாக இனய்க்கப்பட்டு இருக்கும்.
அடுத்து ஒவ்வொரு 'இருமுனய்யத்தின்' (Diode) 'எதிர்மின்-வகய் அரய்க்கடத்தியும்' (N-Type Semiconductor) ஒன்ருடன் ஒன்ரு ஒன்ராகச் சேர்த்து இனய்க்கப்பட்டு, அத்துடன் 'அல் வாயிலின்' [OR Gate] ஒரே ஒரு வெலியீட்டு முனய்யும் இனய்க்கப்பட்டு இருக்கும்.
இப்பொலுது 'இருமுனய்ய அல் வாயிலின்' [Diode OR Gate]
'அ' உல்லீட்டில், அல்லது 'இ' உல்லீட்டில், அல்லது 'அ' மட்ரும் 'இ' ஆகிய இரு உல்லீட்டிலும் +5 ஓல்ட் னேர் மின்னலுத்தச் சய்கய் செலுத்தப்பட்டால், இருமுனய்யம் ஆனது 'முன்னோக்குச் சார்பு' (Forward Bias) மின்னோட்ட இனய்ப்பு னிலய்யய் அடய்ந்து, வெலியீட்டிலும் அதே +5 ஓல்ட் மின்னலுத்தச் சய்கய் கிடய்க்கலாகும்.
அப்படி அல்லாமல், 'இருமுனய்ய அல் வாயிலின்' [Diode OR Gate]
'அ' உல்லீட்டில், அல்லது 'இ' உல்லீட்டில், அல்லது 'அ' மட்ரும் 'இ' ஆகிய இரு உல்லீட்டிலும் '0' ஓல்ட் மின்னலுத்தச் சய்கய் செலுத்தப்பட்டால், வெலியீட்டில் சய்கய் எதுவும் கிடய்த்திடாது.
அப்படி அல்லாமல், 'இருமுனய்ய அல் வாயிலின்' [Diode OR Gate] ஒரு உல்லீட்டில், +5 ஓல்ட் னேர் மின்னலுத்தச் சய்கய்யும்,
மரு உல்லீட்டில், '0' ஓல்ட் மின்னலுத்தச் சய்கய்யும் செலுத்தப்பட்டால், வெலியீட்டில் +5 ஓல்ட் னேர் மின்னலுத்தச் சய்கய் கிடய்க்கலாகும்.
[13]-------------------------------------------------
_______________________ வினா: _______________________
_____________ 'அல் வாயிலும்' [OR Gate] ______________
_____________ 'மின்கடத்தியும்' (Conductor) _____________
_____________ ஒன்ருடன் ஒன்ரு ______________________
_____________ எவ்வாரு மாருபடலாகும்? ______________
_______________________________________________________
'அல் வாயில்' [OR Gate] ஆனது, ஒரு திசய்யிலான
'சய்கய்ப்' (Signal) போக்குவரத்தய் அனுமதிக்கலாகும்.
ஆனால் 'மின்கடத்தி' (Conductor) ஆனது, இரு திசய்யிலான 'சய்கய்ப்' (Signal) போக்குவரத்தய் அனுமதிக்கலாகும்.
