ماڈل لوڈ ہو رہا ہے
اس ڈیوائس پر 3D ماڈل نہیں دکھایا جا سکتا۔ نیچے رہنمائی کے مراحل آپ تحریری شکل میں پڑھ سکتے ہیں۔
1 / 8 بیچ سے کٹا ہوا ٹرانزسٹر یہ ایک n چینل MOSFET ہے، بیچ سے کٹا ہوا اور اصل سے لاکھوں گنا بڑا بنایا گیا۔ n ٹائپ سلیکان کے دو نیلے جزیرے، سورس اور ڈرین، ایک p ٹائپ سبسٹریٹ میں بیٹھے ہیں۔ گیٹ پر 0 V اور ڈرین پر 2 V ہو تو میٹر صفر دکھاتا ہے۔
گھمانے کے لیے کھینچیں۔ بڑا کرنے کے لیے اسکرول کریں یا دو انگلیوں سے پھیلائیں۔
رہنمائی پرزے کنٹرول
01 بیچ سے کٹا ہوا ٹرانزسٹر یہ ایک n چینل MOSFET ہے، بیچ سے کٹا ہوا اور اصل سے لاکھوں گنا بڑا بنایا گیا۔ n ٹائپ سلیکان کے دو نیلے جزیرے، سورس اور ڈرین، ایک p ٹائپ سبسٹریٹ میں بیٹھے ہیں۔ گیٹ پر 0 V اور ڈرین پر 2 V ہو تو میٹر صفر دکھاتا ہے۔
02 چند اجنبی ایٹموں والا سلیکان خالص سلیکان اچھی طرح کرنٹ نہیں گزارتا، کیونکہ ہر بیرونی الیکٹران کسی بانڈ میں بندھا ہے۔ فاسفورس کا ایک ایٹم ڈالیں تو اس کا پانچواں الیکٹران آزاد گھومنے لگتا ہے؛ یہی n ٹائپ سلیکان ہے۔ بورون کے پاس صرف تین ہوتے ہیں، اس لیے ایک بانڈ میں ایک الیکٹران کم رہ جاتا ہے۔ یہ خالی جگہ، ہول، ایک بانڈ سے دوسرے پر چھلانگ لگاتی ہے۔
03 گیٹ ہولوں کو دور دھکیلتا ہے 0.5 V پر گیٹ پر تھوڑا سا مثبت چارج ہے۔ یہ سلیکان کو چھو نہیں سکتا، بیچ میں 10 nm آکسائیڈ ہے، مگر اس کا میدان آر پار پہنچ کر ہولوں کو نیچے دھکیل دیتا ہے۔ سطح کے پاس ساکن منفی بورون آئن رہ جاتے ہیں: یہی ڈپلیشن خطہ ہے۔
04 تھریشولڈ کے پار چینل بنتا ہے 0.7 V تھریشولڈ سے اوپر میدان اتنے الیکٹران سطح پر کھینچ لیتا ہے کہ سطح n ٹائپ بن جاتی ہے۔ یہ پتلی انورژن تہ سورس کو ڈرین سے جوڑ دیتی ہے۔ 1.2 V پر چینل میں تقریباً 72,000 الیکٹران ہوتے ہیں اور میٹر 0.22 mA دکھاتا ہے۔
05 گیٹ ذرا زیادہ، کرنٹ بہت زیادہ مربع قانون کے ماڈل میں کرنٹ تھریشولڈ سے اوپر کے وولٹیج کے مربع کے ساتھ بڑھتا ہے۔ 2.5 V پر یہ 2.8 mA تک پہنچتا ہے۔ ڈرین صرف 2 V پر ہے، اس لیے چینل ڈرین کی طرف پتلا ہو کر سرے پر پنچ آف ہو جاتا ہے، اور اب ڈرین وولٹیج بڑھانے سے زیادہ فرق نہیں پڑتا۔
06 دو ٹرانزسٹر ایک سوئچ بناتے ہیں دائیں طرف کا بورڈ n چینل ٹرانزسٹر کے اوپر p چینل ٹرانزسٹر رکھتا ہے۔ ان پٹ 3.3 V ہو تو nMOS کرنٹ گزارتا ہے اور آؤٹ پٹ کو 0 V پر کھینچ لیتا ہے، اس لیے LED بجھ جاتی ہے۔ انورٹر ان پٹ کا سلائیڈر نیچے کریں تو pMOS کام سنبھال لیتا ہے۔ دونوں سروں پر ایک ٹرانزسٹر بند رہتا ہے، اس لیے تقریباً کوئی کرنٹ نہیں بہتا۔
07 چھوٹی لرزش بڑی بن جاتی ہے اب گیٹ 1.2 V کے دونوں طرف 50 mV جھولتا ہے۔ کرنٹ گیٹ کے ہر وولٹ جھولنے پر 0.86 mA کے حساب سے ساتھ چلتا ہے۔ 10 kΩ کے ریزسٹر سے گزارنے پر کرنٹ کی یہ تبدیلی آؤٹ پٹ کو ان پٹ سے 8.6 گنا زیادہ ہلاتی ہے۔ یہی ایمپلیفکیشن ہے۔
08 ایک سے سولہ سو کروڑ تک سامنے کی چپ Apple کے M1 کی نمائندگی کرتی ہے، جس میں Apple کے مطابق 1,600 کروڑ ٹرانزسٹر ہیں؛ ایک سیکنڈ میں ایک گنیں تو 507 سال لگیں گے۔ ساتھ ہی پہلے ٹرانزسٹر کی نقل ہے، وہ پوائنٹ کانٹیکٹ آلہ جسے بارڈین اور بریٹن نے دسمبر 1947 میں بیل لیبز میں چالو کیا تھا۔
p ٹائپ سبسٹریٹ سلیکان کا بنیادی حصہ، جس میں تقریباً 10¹⁷ ایٹم فی cm³ کی شرح سے بورون ملایا گیا ہے، یعنی ہر 500,000 سلیکان ایٹموں پر ایک۔ اس کے آزاد چارج ہول ہیں (سرخ چھلے)۔ سورس (n+) فاسفورس سے بھاری ڈوپنگ والا ایک جزیرہ، تقریباً 500 میں ایک ایٹم۔ یہ آزاد الیکٹرانوں (نیلے نقطے) سے بھرا ہے اور چینل پار کرنے والے الیکٹران یہیں سے آتے ہیں۔ ڈرین (n+) سورس جیسا ہی جزیرہ۔ اس پر مثبت وولٹیج ہو تو چینل سے آنے والے الیکٹران ڈرین کے کانٹیکٹ سے باہر نکل جاتے ہیں۔ گیٹ آکسائیڈ سلیکان ڈائی آکسائیڈ، ماڈل میں 10 nm موٹا۔ یہ گیٹ کو الگ رکھتا ہے، اس لیے گیٹ صرف اپنے برقی میدان سے سلیکان پر اثر ڈالتا ہے اور کوئی مستقل کرنٹ نہیں لیتا۔ گیٹ آکسائیڈ کے اوپر کنٹرول کرنے والا الیکٹروڈ۔ اس کا وولٹیج طے کرتا ہے کہ چینل ہوگا یا نہیں۔ ہلکے جمع کے نشان اس کا مثبت چارج دکھاتے ہیں۔ انورژن تہ (چینل) گیٹ کے 0.7 V تھریشولڈ سے آگے بڑھتے ہی سطح پر کھنچ آنے والی الیکٹرانوں کی پتلی تہ۔ اس کی موٹائی مربع قانون کی چارج تقسیم کے مطابق ہے، اس لیے یہ ڈرین کی طرف پتلی ہوتی جاتی ہے۔ ڈپلیشن خطہ گیٹ کے نیچے کی وہ تہ جہاں سے ہول دھکیل دیے گئے ہیں اور ساکن منفی بورون آئن (گہرے نیلے ڈیش) رہ گئے ہیں۔ یہ تھریشولڈ تک گہری ہوتی ہے، پھر بڑھنا رک جاتا ہے۔ کانٹیکٹ اور بیرونی سرکٹ ٹنگسٹن کے پلگ اور ایلومینیم کے پیڈ سورس اور ڈرین کو ایک سپلائی اور کرنٹ میٹر سے جوڑتے ہیں۔ گیٹ کا اپنا پلگ پیچھے ہے، سرخ گھنڈی والا۔ ڈوپ کیا ہوا سلیکان جالی سلیکان ایٹم الیکٹرانوں کو جوڑوں میں بانٹتے ہیں۔ فاسفورس (P) ایک الیکٹران زیادہ لاتا ہے، بورون (B) ایک کم، اور یہی کمی ہول ہے۔ CMOS انورٹر n چینل ٹرانزسٹر کے اوپر ایک p چینل ٹرانزسٹر، دونوں کے گیٹ آپس میں جڑے ہوئے۔ آؤٹ پٹ ہمیشہ ان پٹ کا الٹ ہوتا ہے۔ چھوٹی اسکرین ان پٹ کے ساتھ آؤٹ پٹ کا گراف بناتی ہے۔ چپ پیکج پیکج پر رکھا ایک پروسیسر ڈائی۔ Apple کے M1 میں 1,600 کروڑ ٹرانزسٹر ہیں۔ 1971 کے Intel 4004 میں 2,300 تھے۔ پوائنٹ کانٹیکٹ ٹرانزسٹر، 1947 بیل لیبز کے آلے کی نقل: پلاسٹک کی ایک فانی سے تھامے ہوئے سونے کے دو قریب قریب کانٹیکٹ، جو جرمینیم کے ایک چھوٹے ٹکڑے پر دبے ہیں۔
