فرمت فایل : WORD ( قابل ویرایش ) تعداد صفحات:36
نیمه هادی ها و ساختمان داخلی آنها
نیمه هادی ها عناصری هستند که از لحاظ هدایت ، ما بین هادی و عایق قرار دارند، و مدار آخر نیمه هادیها ، دارای 4 الکترون میباشد.
ژرمانیم و سیلیکون دو عنصری هستند که خاصیت نیمه هادی ها را دارا میباشند و به دلیل داشتن شرایط فیزیکی خوب ، برای ساخت نیمه هادی دیود ترانزیستور ، آی سی (IC ) و .... مورد استفاده قرار میگیرد.
ژرمانیم دارای عدد اتمی32 میباشد .
این نیمه هادی ، در سال 1886 توسط ونیکلر[1] کشف شد.
این نیمه هادی ، در سال 1810توسط گیلوساک[2] و تنارد[3] کشف شد. اتمهای نیمه هادی ژرمانیم و سیلیسیم به صورت یک بلور سه بعدی است که با قرار گرفتن بلورها در کنار یکدیگر ، شبکه کریستالی آنها پدید میآید .
اتم های ژرمانیم و سیلیسیم به دلیل نداشتن چهار الکترون در مدار خارجی خود تمایل به دریافت الکترون دارد تا مدار خود را کامل نماید. لذا بین اتم های نیمه هادی فوق ، پیوند اشتراکی برقرار میشود.
بر اثر انرژی گرمائی محیط اطراف نیمه هادی ، پیوند اشتراکی شکسته شده و الکترون آزاد میگردد. الکترون فوق و دیگر الکترون هائی که بر اثر انرژی گرمایی بوجود میآید در نیمه هادی وجود دارد و این الکترون ها به هیچ اتمیوابسته نیست.
د ر مقابل حرکت الکترون ها ، حرکت دیگری به نام جریان در حفره ها که دارای بار مثبت میباشند، وجود دارد. این حفره ها، بر اثر از دست دادن الکترون در پیوند بوجود میآید.
بر اثر شکسته شدن پیوندها و بو جود آمدن الکترون های آزاد و حفره ها ، در نیمه هادی دو جریان بوجود میآید.جریان اول حرکت الکترون که بر اثر جذب الکترون ها به سمت حفره ها به سمت الکترون ها بوجود خواهد آمد و جریان دوم حرکت حفره هاست که بر اثر جذب حفره ها به سمت الکترون ها بوجود میآید. در یک کریستال نیمه هادی، تعداد الکترونها و حفره ها با هم برابرند ولی حرکت الکترون ها و حفره ها عکس یکدیگر میباشند.
1. نیمه هادی نوع N وP
از آنجایی که تعداد الکترونها و حفره های موجود در کریستال ژرمانیم و سیلیسیم در دمای محیط کم است و جریان انتقالی کم میباشد، لذا به عناصر فوق ناخالصی اضافه میکنند.
هرگاه به عناصر نیمه هادی ، یک عنصر 5 ظرفیتی مانند آرسنیک یا آنتیوان تزریق[4] شود، چهار الکترون مدار آخر آرسنیک با چهار اتم مجاور سیلسیم یا ژرمانیم تشکیل پیوند اشتراکی داده و الکترون پنجم آن ، به صورت آزاد باقی میماند.
بنابرین هر اتم آرسنیک، یک الکترون اضافی تولید میکند، بدون اینکه حفره ای ایجاد شده باشد. نیمه هادی هایی که ناخالصی آن از اتم های پنج ظرفیتی باشد، نیمه هادی نوع N[5] نام دارد.
در نیمه هادی نوع N ، چون تعداد الکترون ها خیلی بیشتر از تعداد حفره هاست لذا عمل هدایت جریان را انجام میدهند . به حامل هدایت فوق حامل اکثریت و به حفره ها حامل اقلیت میگویند.
هرگاه به عناصر نیمه هادی ژرمانیم و سیلیسیم ، یک ماده 3 ظرفیتی مانند آلومنیوم یا گالیم تزریق شود، سه الکترون مدار آخر آلومنیوم با سه الکترون سه اتم سیلیسیم یا ژرمانیم مجاور ، تشکیل پیوند اشتراکی میدهند . پیوند چهارم دارای کمبود الکترون و در واقع یک حفره تشکیل یافته است .
هر اتم سه ظرفیتی، باعث ایجاد یک حفره میشود، بدون اینکه الکترون آزاد ایجاد شده باشد. در این نیمه هادی ناخالص شده، الکترون ها فقط در اثر شکسته شدن پیوندها بو جود میآیند.
نیمه هادی هایی که ناخالصی آنها از اتم های سه ظرفیتی باشد، نوع P [6] مینامند .
چکیده:
از روی هم قرار دادن لایه های هم بافته مواد نیمه هادی پیوند نامتجانس نوع ایجاد می شود.
در این نوع پیوندها، به واسطه اثرات چاه های کوانتومی ساختار نواری اصلاح می گردد. در ساختار چاه کوانتومی الکترون فقط در یک بعد، محدود می شود.
بنابراین، در دو بعد، روی طیف پیوسته انرژی و در یک بعد، روز ترازهای گسسته انرژی حرکت می کند. در این ساختارها، اثرانی که ناشی از پهنای کم می باشند، به وضوح مشاهده می شود. این اثرات به عنوان اندازه کوانتومی مشهور می باشند. در چاه کوانتومی نوع اول، نوار رسانی و نوار ظرفیت، در یک راستا قرار می گیرند، در حالی که در چاه کوانتومی نوع دوم، نوارهای مذکور در یک راستا قرار نمی گیرند.
خواص منحصر به فرد پیوندهای نامتجانس نوع، امکان تولید آشکارسازهای نوری مادون قرمز جدیدی را با کارایی در دمای بالاتر، قدرت آشکارسازی و یکنواختی بیشتر نسبت به آشکارسازهای موجود را فراهم می کند. این افزاره ها به دو گروه عمده تقسیم می شوند: آشکارسازهای مادون قرمزی که از دستگاه خنک کننده برای کاهش دما عملیاتی آنها استفاده می شود و در محدوده طول موج های بلند مادون قرمز کار می کنند و آشکارسازهای مادون قرمزی که به خنک کننده نیاز ندارند و در محدوده طول موج های خیلی بلند مادون قرمز کار می کنند.
آشکارسازهای مادون قرمزی که به خنک کننده نیاز ندارند، در حسگرهای سبک وزن و ارزان قیمت که کاربردهای پزشکی و صنعتی زیادی دارند، بسیار مورد استفاده قرار می گیرند. در حسگرهایی که نیاز به خنک کننده ندارند، از آشکارسازهای میکروبولومتری یا فروالکتریک استفاده می شود. این حسگرها ذاتا کند هستند و نمی توانند تغییرات سیگنال های سریع مورد نیاز سامانه های مادون قرمز پرسرعت را آشکار کنند.
آشکارسازهای فوتون مادون قرمز را می توان به دو گروه طبقه بندی کرد، یکی آشکارسازهای مادون قرمز میان نواری مانند HgCdTe و دیگری آشکارسازهای مادون قرمز چاه کوانتومی میان زیرنواری (QWIP). از محدودیت های اصلی در آشکارسازی های میان نواری، افزایش نرخ «بازترکیب اوژه» می باشد، که باعث محدودیت های کار آنها در دماهای بالا می باشد. با اصلاح شکاف نوار در «ابرشبکه های نوع » تا حدود زیادی از نرخ بازترکیب اوژه در دمای اتاق، کاسته می شود.
مقدمه
در این سمینار ویژگی های منحصر به فردی از پیوندهای نامتجانس نوع را برای تحقق آشکارسازهای مادون قرمزی با دمای عملیاتی بالاتر و قدرت آشکارسازی و یکنواختی بیشتری نسبت به آشکارسازهای مادون قرمز رایج، استفاده کرده ایم. این تلاش روی دو نوع مهم از افزاره ها متمرکز شده است: آشکارسازهای مادون قرمزی که از دستگاه خنک کننده برای کاهش دما عملیاتی آنها استفاده می شود و افزاره هایی که در آنها از دستگاه خنک کننده استفاده نمی شود. این دو نوع آشکارساز در محدوده طول موج مادون قرمز بلند کار می کنند.
آشکارسازهای مادون قرمز نوع دوم در سامانه های حسگری کم وزن و ارزان قیمت کاربرد دارند این حسگرها در زمینه های پزشکی و صنعتی بسیار مورد استفاده قرار می گیرند.
حسگرهای IR که نیاز به خنک کننده ندارند، از آشکارسازهای میکروبولومتری یا فروالکتریک استفاده می کنند. این حسگرها کند هستند و نمی توانند تغییرات سیگنال های سریع مورد نیاز برای سامانه های مادون قرمز سرعت بالا را آشکار کنند. بعضی از کاربردهای آشکارسازهای سریع در صنایع پزشکی و LIDAR ها می باشد. اگرچه آشکارسازهای نوری، پاسخ فرکانسی بالایی در محدوده مگاهرتز دارند، اما دمای آشکارسازی بالای آنها به خاطر نرخ های بازترکیب بالا، کاهش یافته است. مهندسی شکاف انرژی برای جلوگیری از بازترکیب در دمای اتاق در ابر شبکه های نوع مورد استفاده قرار گرفته است. آشکارسازهای مذکور بر مبنای ابرشبکه های طراحی و پایه گذاری شده اند و قدرت آشکارسازی 10CmHz/W*1/3 را در 11 میکرومتر نشان می دهند. این مقدار قابل قیاس با میکروبولومترها می باشد. در آشکارسازهای رایج از سیلسیم ذاتی و HgCdTe استفاده می شود. که باید تا دمای پایین تر از 10k خنک شوند. اما یکنواختی خوبی در محدوده آشکارسازی طول موج های خیلی بلند ندارند.
تعداد صفحات: 65
چکیده:
این رساله به طراحی و ساخت دیود سیلسیمی باز شونده (SOS) به عنوان یک عضو جدید افزاره های نیمه هادی توان بالا پرداخته شده است. از سال 1937 که اولین افزاره توان بالا به دنیای مهندسی معرفی گشت، تاکنون تغییرات زیادی در ساختار این افزاره ها شکل گرفته است که با پا به عرصه گذاشتن ترانزیستور در سال 1947 افزاره های نیمه هادی نیز وارد این خانواده شده اند. هر کدام از این افزاره ها برای مرتفع کردن یک کمبود طراحی و ساخته شده است. دیود SOS نیز که در سال 1993 برای اولین بار ساخته شده است برای کاربردهای در محدوده توانی گیگاوات (GW) طراحی شده است. البته افزاره ای که ما امروزه آن را به نام دیود سیلسیمی باز شونده می شناسیم و در مورد آن بحث خواهیم کرد، نوع تغییر یافته نسل اول این افزاره می باشد که در سال 1996 برای اولین بار عرضه گردید.
این دیود به لحاظ ساختار بسیار شبیه دیودهای قدرت PIN بوده ولی عملکرد آن از مکانیسمی متفاوت ناشی می گردد. این عملکرد متفاوت را Silicon Opening Process می نامند و طبق نظر مقالات متفاوت جزئیات دقیق آن هنز در دست نیست. از دیگر ناشناخته های این افزاره عدم وجود مدل می باشد که آن هم ناشی از ناشناخته بودن فیزیک آن است.
پروسه عملکرد به صورت کامل در ادامه شبیه سازی شده است و با توجه به نتایج بهینه سازی هایی صورت گرفته که نتایج آن قابل بررسی است. در ادامه با توجه به پروسه ساخت پیشنهادی، افزاره شبیه سازی شده و نتایج حاصله با نتایج ناشی از دیود طراحی شده در جدول مقایسه گشته است.
مقدمه
در این مقاله ابتدا در همین فصل به بررسی تاریخچه انواع افزاره های قدرت می پردازیم و سپس به صورت دقیق تر به افزاره های قدرت نیمه هادی پرداخته و رنج توانی و افزایش این محدوده را در طی چند دهه اخیر بررسی می نماییم. با توجه با زمینه های جدید که هر روزه درخواست برای آنها وجود دارد در سال های اخیر نیز کاربردهای توان پالسی ایجاب نموده که دانشمندان برای پر کردن خلع یک افزاره قدرت نیمه هادی در کلاس توانی گیگا وات دست به طراحی یک دیود نیمه هادی با رنج توانی بالا و با اندازه کوچک و همچنین تکرار پذیری بالا در عین سادگی مدار درایو بزنند و نتیجه حاصله دیود SOS می باشد. کاربردهای این افزاره مطلب بعدی برای بررسی خواهد بود و این رنج وسیع کاربردها برای یک افزاره جوان با عمری کمتر از سه دهه اهمیت استراتژیک این قطعه را نشان می دهد. گذشته از گستره وسیع کاربردها، نوع کاربردها را اگر که مد نظر قرار دهیم خواهیم دید که این افزاره یک افزاره بسیار موثر بوده و دستیابی به تکنولوژی آن برای هر کشوری بسیار ارزنده خواهد بود.
در فصل بعد به دلیل شباهت ساختار دیود SOS به دیود قدرت PIN به معرفی ساختار این دیود پرداخته در ادامه فیزیک آن را مورد بررسی قرار می دهیم. البته توجه داریم که به دلیل محدود بودن موضوع به جزئیات ریز پرداخته نشده است و انتظار می رود خواننده این مقاله حداقل اطلاعات کافی را در مورد افزاره های نیمه هادی داشته باشد. با بررسی محدودیت های دیودهای قدرت و همچنین بررسی عملکرد آن در جریان های بالا و همچنین در ولتاژهای معکوس بالا که دو ویژگی اصلی افزاره های قدرت می باشند این فصل را به پایان می بریم.
در فصل بعد به بررسی پدیده SOS پرداخته است و با معرفی ساختار دیود به استخراج پارامترهای ساخت از جمله ابعاد، پروفیل ناخالصی و نوع ناخالصی ها پرداخته شده است. رنج توانی نمونه های ساخته شده نیز برای روشن شده ابعاد مسئله در ادامه ذکر شده است.
در فصل پنجم به شبیه سازی افزاره پرداخته شده است و با استفاده از پارامترهای فیزیکی استخراج شده از فصل قبل به ساختن دیود در بسته نرم افزاره SILVACO ATLAS و شبیه سازی آن با توجه به فیزیک عملکرد آن پرداخته شده است. در ادامه راهکارهایی برای افزایش جریان و کاهش زمان بازیابی معکوس ارائه شده است و دیود اولیه مورد بررسی قرار گرفته است. در این قسمت عوامل موثر جداگانه مورد بررسی قرار گرفته و در پایان نتایج نهایی مجددا شبیه سازی شده و نتایج استخراج گردیده است.
در فصل ششم به شبیه سازی پروسه ساخت و استخراج پارامترهای ساخت پرداخته شده است. روش نفذی که با امکانات موجود مطابقت دارد برای شبیه سازی مورد استفاده قرار گرفته است. پارامترهای استخراج شده از این قسمت برای واقعی تر شدن و همچنین مطابقت با وسایل و تجهیزات موجود در کشور بهینه گشته و دوباره نتایج نهایی مورد شبیه سازی قرار می گیرد. در پایان برای مقایسه نتایج دقیق این افزاره ساخته شده در محیط آزمایشگاه مجازی برای بررسی عملکرد، در شبیه ساز افزاره مورد شبیه سازی قرار گرفته و نتایج نهایی با نتایج نهایی حاصل از فصل پنجم مورد بررسی قرار می گیرد.
در فصل هفتم به عنوان فصل پایانی نتیجه گیری ها مطرح شده و پیشنهاداتی برای بهبود عملکرد به صورت خلاصه مطرح می شود. در ضمن با توجه به ارزیابی های انجام شده ساخت دیود به صورت آزمایشگاهی در داخل کشور پیشنهاد می شود.
تعداد صفحات: 85
السلام علیکما یا ولیی الله
و یا نوری الله فی ظلمات الارض1
هنگامی که امام علی بن محمد (ع) معروف به هادی و ابنالرضا به دستور متوکل عباسی و بوسیله «یحیی بن هرثمه بن اعین» از مدینه، شهر پیامبر، به سامراء احضارگردیدند روح تازهای در کالبد پایتخت نظامی عباسیان دمیده شد. سامراء که سُرَّمَن رای نیز میگویندش هر چند دیدن طبیعتاش هر بینندهای را مسرور میکند، اما بافت جمعیتی و شرایط نظامی حاکم بر آن در کنار خشونت و سبعیت متوکل عباسی زندگانی را در آن بسیار سخت ساخته بود. مرد محبوب مدینه که پاکترین و راستگوترین خلق بود روزهای سختی را در پادگان نظامی عباسیان پیش روی داشت. سامراء دوازده سال پیش از آن که به قدوم مبارک ابوالحسن ثالث امام علیالنقی (ع) متبرک گردد به عنوان پایتخت عباسیان برگزیده شد. تندخویی و درازدستی ممالیک ترک که در اطراف معتصم عباسی گرد آمده بودند مردم بغداد را به ستوه آورد، لذا معتصم از خوف شورش مردم به سامراء رفت و آنجا را به پایتختی برگزید و از آن پس خراب آباد سامراء، مسکن هشت تناز خلفای بنیالعباس گردید. تا اینکه در 279 قمری رو به افول نهاد و به سرعت بهقصبهای تبدیل شد. از این پس به آن ساءمنرأی (بدا بر آنکه آن را ببیند) گفتند. سامراء چون به ظلم آباد شد، شوکتش دیری نپائید. شهری که در عرض شش سال از 221 تا227 قمری عمارتهایش بر عمارتهای با شکوه بغداد تنه می زد در دوران متوکل عباسی به اوج خود رسید، بقایای قصرهای این شهر نمادی ازدوران سراسر ظلم متوکل عباسی است که در دوران او و به دستور وی کربلای معلی و حرم حسینی تخریب و زمین آن شخم زده شد. و از عبرتهای بزرگ الهی اینکه خلیفه ظالم در دنیا و آخرت خانه خراب گردید. متوکل نه ماه بیشتر در قصر تازه تأسیس خود در کنار سامراء، که موسوم به قصر جعفری و متوکلیه شد اقامت نکرده بود که به دست پسر خود منتصر کشته شد و کاخ و آبادیهای اطراف آن ویران گردید. این پایان ماجرا نبود، پایتخت در 279 قمری دوباره به بغداد منتقل شد و سامراء به کلی متروک گردید و جز مشهد امامین همامین (علیهماالسلام) و حریم آن و سرداب و محله کرخ جایی معمور نماند.
بخشی از متن اصلی :
نوشته اند روزی ناصر الدین قاجار که در ظاهر سلطان عجم بود وارد سبزوار شد اکثر مردم حتی اغلب فضلا و... به دیدار او شتافتند. ناصر وقتی فهمید که آن حکیم ربانی به دیدن او نمی آید خود به اتفاق بعضی ندیمان و خواص علما، برای زیارت او به خانه حکیم وارد شد. ناصر مدتی از دریچه افکار خویش سخن میراند. چون ظهر شد به حکیم سبزواری گفت مرا نیز از سفره شفا دهنده شما غذائی. حکیم صدا زد و خواستار خوراکی شد. در باز شد و سینی نانی با قدری دوغ و نمک و با کاسه و قاشق در پیش نهاده شد. حکیم سبزواری قرص نان را به دیده شکر سائید و با نام خدا در دوغ خورد کرد و به خوردن مشغول شد. میهمانان نا خوانده (و جناب قدر قدرت به ظاهر شوکت) قدری به مائده ور رفتند و مختصری نان خشکین جهت تیمن به دستمال شاهانه ریختند و سپس جملاتی در حاشیه گفتند و از کنار سفرۀ حکیم جستند، پس مبلغ پانصد تومان به سوی حکیم فرستادند که در جا پول بیت المال را بین بینوایان و فضلای اهل علم تقسیم نمود و برای خویش دیناری مصرف ننمود. حکیم سالها به تعلیم و تدریس حکمت اسلامی اشتغال داشت و اثری مشهور به نام اسرار الحکم از خویش به جا گذاشت. اسفار اربعه ملا صدرا و شواهد الربوبیه را حاشیه نمود و همچنین شرحی بر دعای صباح و حاشیه ای به زبدة الاصول شیخ بهائی نوشت. کتاب اسرار او (در حکمت) مورد توجه فضلای اهل علم قرار گرفت و چندین سال است که جزء کتب درسی علما است و بارها تجدید چاپ شده است. حاجی سبزواری در سن 77 سالگی در سنه 1289 جهان فانی را وداع نمود. خدایش درجات او را متعالی فرماید.
ولادت
در سال 1212 ق . در شهر سبزوار و در خانه حاج میرزا مهدى - یکى از انسانهاى وارسته و مومن سبزوار - کودکى پا به عرصه وجود گذاشت و هادى نام گرفت .
او هشت سال داشت که به جمع محصلان علوم مقدماتى پیوست و در اوان نوجوانى ادبیات عرب ( صرف و نحو ) را فرا گرفت و دیرى نگذشت که به جلسات درسهاى بالاتر راه یافت . وى هر چند در ده سالگى پدرش را از دست داد توانست به کمک یکى از اقوام خویش راههاى سخت آینده را هموار سازد . پسر عمه اش حاج ملا حسین سبزوارى که خود اهل فضیلت و دانش بود در ادامه تحصیل وى را یارى کرد.(1) و با کمک او راهى حوزه علمیه مشهد شد و ده سال در کنار بارگاه امام رضا علیه السلام به تحصیل پرداخت .
به دنبال حکمت
حضور ملا هادى در حوزه اصفهان از روزى آغاز شد که وى در سفر حج از راه اصفهان گذر مى کرد و چون هنوز موسم حج نبود مدتى در این شهر اقامت گزید . در حوزه پر رونق اصفهان آن زمان استادانى چون حاج شیخ محمد تقى مولف کتاب هدایه المسترشدین و حاج محمد ابراهیم کلباسى نگارنده کتاب اشارات الاصول و آیه الله ملا اسماعیل کوشکى در آن ، محفل درس و بحث علمى داشتند .
این فایل به همراه چکیده ، فهرست مطالب ، متن اصلی و منابع تحقیق با فرمت word در اختیار شما قرار میگیرد
تعداد صفحات : 11