यह DIY ट्रांजिस्टर प्रयास आचरण क्यों नहीं करेगा

Question

मैं घर पर एक क्रूड ट्रांजिस्टर डिवाइस बनाने की कोशिश कर रहा हूं। अभी तक मैं सफल नहीं हुआ हूं। मेरी विद्युत समझ पिछले 3 महीनों में मैंने जो सीखा है, उसके अलावा गैर मौजूद नहीं है, क्योंकि मैंने इंकजेट मुद्रित ट्रांजिस्टर के बारे में एक जंगली लेख पढ़ा है।

मैं एक ऐसी विधि का उपयोग करने की कोशिश कर रहा हूं जिसमें विषाक्त पदार्थों या उच्च तापमान की आवश्यकता नहीं है।

यह प्रयोग आशाजनक लगता है, इसलिए मैंने यहां वर्णित जस्ता-ऑक्साइड अर्धचालक परत और तार-गोंद संपर्कों के आधार पर डिवाइस का अनुकरण करने की कोशिश की है।

https://www.andaquartergetsyoucoffee.com/wp/wp-content/uploads/2009/05/zinc-oxide-experiments-i.pdf

कागज के अनुसार, इस उपकरण के साथ गेट से जुड़ी बिजली की आपूर्ति के नकारात्मक नेतृत्व और स्रोत या नाली से जुड़ी सकारात्मक के साथ 96 वोल्ट को लागू करके एक ट्रांजिस्टर / क्षेत्र प्रभाव प्राप्त किया जाता है।

उच्च आवश्यक वोल्टेज का कारण गेट ढांकता हुआ की मोटाई प्रतीत होता है जो 0.12 मिमी - 0.16 मिमी मोटी के आसपास एक माइक्रोस्कोप कवर स्लाइड है। मैं अपने गेट ढांकता हुआ होने की उम्मीद कर रहा था ~ 0.01 मिमी मोटी डिवाइस को गेट पर ~ 9 वोल्ट पर संचालित करने की अनुमति देगा।

कुछ बदलावों के साथ मेरा प्रयास:

उपयोग किया गया सामन:

• अर्धचालक "स्याही / पेंट": जैविक गैर-नैनो जस्ता-ऑक्साइड पाउडर + इसोप्रोपिल अल्कोहल
• स्रोत, नाली और गेट: प्रवाहकीय कलम (जमीन कार्बन और गैर विषैले बांधने की मशीन)
• स्रोत, नाली और गेट: तार गोंद (चांदी पेस्ट)
• गेट ढांकता हुआ: रसोई ग्रेड क्लिंग रैप (वेब ​​खोज के अनुसार ~ 0.01 मिमी)
• सब्सट्रेट: ग्लास माइक्रोस्कोप कवर स्लाइड
• 24 गेज गैर लेपित तांबे के तार
• तार गोंद (जमीन कार्बन और गैर विषैले बांधने की मशीन)
• बेंच-टॉप डीसी बिजली की आपूर्ति 0-5 एम्प्स 0-30 वोल्ट

# 1 प्रयास करें:

• गेट के रूप में एक लाइन ग्लास स्लाइड खींचने के लिए प्रवाहकीय कार्बन पेन का इस्तेमाल किया और तांबे के तार को एक छोर से जोड़ने के लिए तार-गोंद का इस्तेमाल किया। फिर ~ 15 मिनट के लिए ~ 100 डिग्री फ़ारेनहाइट पर ओवन में सूखने दें

• चिपके हुए आवरण की 1 परत के साथ कांच की स्लाइड को कसकर लपेटें और ~ 15 मिनट के लिए ~ 100 डिग्री फॉरेनहाइट पर ओवन में रखें ताकि क्लिंग रैप में किसी भी झुर्रियों को समतल करने का प्रयास किया जा सके। (केवल मामूली सफलता)

• कवर किए गए स्लाइड के शीर्ष पर जिंक-ऑक्साइड और 91% आइसोप्रोपॉयल अल्कोहल का हल किया गया और ~ 15 मिनट के लिए ~ 100 डिग्री फ़ारेनहाइट पर ओवन में सूखने दें। एक भंगुर परत ~ 1 मिमी मोटी बनाई गई थी

  • आकर्षित स्रोत और नाली ~ 2 मिमी के अलावा एक नई ग्लास स्लाइड और तार गोंद के साथ जुड़े तांबे के तार। ~ 15 मिनट के लिए ~ 100 डिग्री फ़ारेनहाइट पर ओवन में सूखने दें

  • स्रोत और नाली के बीच केंद्रित गेट के साथ जस्ता ऑक्साइड परत को छूने वाले नीचे और नाली के संपर्क के साथ पहली के ऊपर दूसरी ग्लास स्लाइड रखी गई

  • सभी परतों के बीच घनिष्ठ संपर्क में मदद करने के लिए 2 ग्लास स्लाइड के चारों ओर कसकर लपेटा हुआ टेप टेप।

  • गेट को डीसी बिजली की आपूर्ति की नकारात्मक लीड और एक तरफ नामित नाली के लिए सकारात्मक लीड। स्रोत और नाली के लिए बहु-मीटर जुड़ा हुआ है।

  • सबसे कम सेटिंग्स पर बिजली की आपूर्ति को चालू किया और धीरे-धीरे एम्परेज और वोल्टेज को अधिकतम कर दिया। 5 amp और 30 वोल्ट

  • स्रोत और नाली के बीच कोई वोल्टेज या निरंतरता नहीं मापी जा सकती है

  • स्रोत ड्रेन और गेट के रूप में नकारात्मक परिणाम के साथ चांदी के तार गोंद का उपयोग करके समान चरणों को दोहराया गया था।

# 2 प्रयास करें

केवल 1 ग्लास स्लाइड के साथ पहले प्रयास के समान। मुझे लगा कि स्रोत नाली और जिंक-ऑक्साइड परत के बीच का संबंध शायद पर्याप्त / साफ नहीं है।

• गेट के रूप में कांच की स्लाइड पर ~ 5 मिमी चौड़ी रेखा खींचने के लिए प्रवाहकीय कार्बन पेन का इस्तेमाल किया और तांबे के तार को एक छोर से जोड़ने के लिए तार-गोंद का इस्तेमाल किया। फिर ~ 15 मिनट के लिए ~ 100 डिग्री फ़ारेनहाइट पर ओवन में सूखने दें

  • चिपके हुए आवरण की 1 परत के साथ कांच की स्लाइड को कसकर लपेटें और ~ 15 मिनट के लिए ~ 100 डिग्री फॉरेनहाइट पर ओवन में रखें ताकि क्लिंग रैप में किसी भी झुर्रियों को समतल करने का प्रयास किया जा सके। (केवल मामूली सफलता)

  • कवर किए गए स्लाइड के शीर्ष पर जिंक-ऑक्साइड और 91% इसोप्रोपॉयल अल्कोहल के ड्रिप किए गए समाधान और ~ 15 मिनट के लिए ~ 100 डिग्री फ़ारेनहाइट पर ओवन में सूखने दें। एक भंगुर परत ~ 1 मिमी मोटी बनाई गई थी

  • तार गोंद के साथ जस्ता और ऑक्साइड परत पर सीधे स्रोत और नाली लाइनों को खींचने के लिए सिरिंज का इस्तेमाल किया और फिर तांबे के तार से जुड़ा। ~ 15 मिनट के लिए ~ 100 डिग्री फ़ारेनहाइट पर ओवन में सूखने दें

  • स्रोत से बचने के लिए सुपरग्लू के साथ लेपित शीर्ष और हैंडलिंग के दौरान जस्ता-ऑक्साइड परत को खींचने वाली नाली। रात भर सूखने दें

  • गेट को डीसी बिजली की आपूर्ति की नकारात्मक लीड और एक तरफ नामित नाली के लिए सकारात्मक लीड। स्रोत और नाली के लिए बहु-मीटर जुड़ा हुआ है।

  • सबसे कम सेटिंग्स पर बिजली की आपूर्ति को चालू किया और धीरे-धीरे एम्परेज और वोल्टेज को अधिकतम कर दिया। 5 amp और 30 वोल्ट

  • स्रोत और नाली के बीच कोई वोल्टेज या निरंतरता नहीं मापी जा सकती है

यहाँ चरणों की कुछ तस्वीरें दी गई हैं: https://imgur.com/a/jXAoOS0

फिलहाल मैं यह सत्यापित नहीं कर पा रहा हूं कि मैंने जिन सामग्रियों का उपयोग किया है, वे ठीक उसी सेटअप में काम करेंगे जैसा कि मैंने प्रयोग करने की कोशिश की थी। अभी के लिए मैं ज़िंक नाइट्रेट, 2प्रोपेनॉल और 96 वोल्ट की आपूर्ति में सक्षम डीसी बिजली की आपूर्ति कर रहा हूँ।

मेरे प्रयोग में मुख्य दोष क्या हैं?

मेरी निम्नलिखित मान्यताएँ हैं जिन्हें फिलहाल सत्यापित करना मुश्किल है:

• मेरी जस्ता ऑक्साइड परत बहुत असंगत / भंगुर हो सकती है और एक समान सतह नहीं बना रही है।

• मेरा गेट ढांकता हुआ / सब्सट्रेट पर्याप्त सपाट नहीं है या गलत सामग्री से बना है

• मेरे अंतराल बहुत बड़े हैं / गेट ढांकता हुआ बहुत मोटा है और स्रोत और नाली बहुत दूर हैं

• मेरी सामग्री पर्याप्त शुद्ध नहीं है और इसलिए अपेक्षित गुणों को प्रदर्शित नहीं कर रही है

• मैंने पाया है कि सिल्वर का उपयोग एन-टाइप डोपेंट के रूप में किया जाता है और जब से मैं उम्मीद करता हूं कि मेरे जिंक ऑक्साइड की परत एन-टाइप होगी, पी-टाइप डॉपेंट की जरूरत है

• जो प्रयोग मैं वायर गोंद का उपयोग करने के लिए करने की कोशिश कर रहा हूं, उसे मिटा दें, इस बात की बहुत कम व्याख्या है कि सामग्री इस कथन के अलावा क्या है कि किसी भी प्रवाहकीय गोंद को काम करना चाहिए। मेरा तार गोंद प्रवाहकीय कलम के रूप में जमीन कार्बन आधारित है जिसका मैंने उपयोग किया था। अगर कार्बन एन या पी-टाइप है तो मुझे कोई जानकारी नहीं मिली है। शायद कार्बन का उपयोग नहीं किया जा सकता है। https://www.andaquartergetsyoucoffee.com/wp/wp-content/uploads/2009/05/zinc-oxide-experiments-i.pdf

• मैं गेट पर पर्याप्त वोल्टेज लागू नहीं कर सकता क्योंकि मेरी आपूर्ति 30 वोल्ट पर अधिकतम है।

• मेरी वायरिंग गलत है

मुझे लगता है कि यहां की खामियां इस क्षेत्र में अनुभव वाले किसी व्यक्ति के लिए इंगित करना सरल हैं। किसी भी सुझाव और विचारों की बहुत सराहना की जाएगी। अगर मैं कहीं भी काम करने वाले डिवाइस के करीब हूं तो सोच रहा हूं।

Comments

मैंने कभी यह कोशिश नहीं की है, लेकिन मैं सोच रहा हूं कि क्या डायोड बनाने और फिर वहां से आगे काम करना शुरू करना आसान हो सकता है।

— एनी

आपके दूसरे प्रयोग में दोष यह है कि आपने 'स्रोत' और 'ड्रेन' के बीच वोल्टेज को मापने की कोशिश की। आपको प्रतिरोध को मापने या अपने मीटर को डायोड-टेस्ट मोड में डालने का प्रयास करना चाहिए। कुछ भी नहीं, लेकिन आपके मीटर 'स्रोत' से जुड़े होने से आपके 'FET' पर कभी भी कोई प्रवाह या वोल्टेज नहीं गिरता।

— ब्राह्न

मुझे माइक्रो-स्केल के लिए डिज़ाइन की गई चीजों पर मैक्रो स्केल पर प्रयोगों में कुछ भी रोमांचक नहीं दिखता है। परिणाम स्वरूप लेख में उद्धृत किया गया है कि वर्तमान परिवर्तन में 30 n में गेट के परिणाम में +/- 48 V को लागू करना। मुझे यह अनुमान लगाने में खतरा होगा कि खुले गैर-परिरक्षित तारों के बीच एक साधारण क्रॉस-टॉक 100X बड़ा होगा।

— अले..चेन्स्की

@AliChen आप बिल्कुल मिलीमीटर स्केल के मस्जिद बना सकते हैं। बेहतर सामग्री के साथ वे वास्तव में काफी अच्छी तरह से काम कर सकते थे।

— मैट

For now I'm missing [...] 2­propanol, [...]इसोप्रोपाइल अल्कोहल 2-प्रोपेनोल है। आपके पहले के विवरणों से ऐसा लगता है कि आपके पास यह है। या क्या आपने पहले से ही आइसोप्रोपिल अल्कोहल में भंग जस्ता ऑक्साइड खरीदा था?

— मैट

Answer 1

ZnO एक बैक गेट के लिए बहुत मोटी है

आपके 1 मिमी अनुमानित ZnO मोटाई को देखते हुए मुझे आश्चर्य होगा कि अगर आपके द्वारा पार किए गए क्रॉस सेक्शन वाला कोई उपकरण काम करता है। आपको ZnO की विपरीत दिशा में चार्ज वाहक को प्रभावित करना होगा। ध्यान दें कि सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के लिए उपयोग किए जाने वाले एक विशिष्ट सिलिकॉन वेफर की मोटाई लगभग 0.4-0.8 मिमी मोटी है, और सब कुछ दिलचस्प शीर्ष 1% में होता है।

संभव बेक समस्या

यह भी प्रतीत होता है कि आप जिस कागज को संदर्भित कर रहे हैं उसे जमा करने के बाद सेंकना लगभग उतना ही तीव्र नहीं है। ऐसा लगता है कि उन्होंने एक गर्म प्लेट पर 30 मिनट के लिए 540C किया था जबकि आपने केवल ओवन में 15 मिनट के लिए 100F किया था। तापमान में स्पष्ट अंतर के अलावा, एक ओवन में एक सेंकना आमतौर पर एक ही प्रभाव प्राप्त करने के लिए एक गर्म प्लेट पर एक सेंकना की तुलना में काफी लंबा होना चाहिए।

नकारात्मक गेट पूर्वाग्रह

आपके विवरण से ऐसा लगता है कि आपने स्रोत के सापेक्ष एक नकारात्मक गेट वोल्टेज लागू किया है। क्या आपने सकारात्मक गेट पूर्वाग्रह की कोशिश की है? कागज से प्रतीत होता है कि MOSFET ने एक सकारात्मक गेट पूर्वाग्रह के साथ आयोजित किया और एक नकारात्मक पूर्वाग्रह (लगभग 3% कम) पर थोड़ा कम आयोजित किया। आप उपयोग कर रहे हैं के रूप में एक पतली गेट ढांकता हुआ के साथ, मैं हालांकि वर्तमान में एक मजबूत बदलाव देखने की उम्मीद करूंगा।

कोशिश करने के लिए अन्य चीजें

मैं बाकी डिजाइन के साथ और कुछ भी गलत नहीं देखता। मुझे उम्मीद है कि यदि आपके पास शीर्ष पर गेट के साथ एक समान उपकरण बनाया गया है तो यह काम करने का एक उचित मौका होगा। हालाँकि, ऐसा करना आपकी प्रक्रिया से मामूली नहीं है।

वैकल्पिक रूप से आप एक पतली ZnO परत बनाने का प्रयास कर सकते हैं। सॉल्वैंट्स में भंग सामग्री जमा करने के लिए अर्धचालक विनिर्माण में एक आम तरीका "स्पिन कास्टिंग" है। अपने सब्सट्रेट के केंद्र में कुछ सामग्री जमा करें और 30-120 के लिए 500-10000 RPM (वांछित मोटाई के आधार पर) पर स्पिन करें। एक बेक के साथ इस का पालन करें। मुझे नहीं पता कि आईपीए में ZnO के साथ यह कितना अच्छा काम करेगा, लेकिन अगर आपके पास एक अतिरिक्त ब्लेंडर पड़ा हुआ है, तो आप शायद इस उद्देश्य के लिए एक को अनुकूलित कर सकते हैं। अच्छे परिणाम प्राप्त करने के लिए आपको अपने ZnO: IPA अनुपात के साथ भी खेलना पड़ सकता है। मैं यह नहीं कह सकता कि इस तरह से जमा की गई ZnO फिल्म कितनी मोटी है, आपको यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि यह निरंतर है। यद्यपि आपके पोस्ट को फिर से पढ़ने के बाद, ऐसा लगता है कि आप पहले से ही पीसी केस प्रशंसक के साथ ऐसा कर रहे थे। शायद एक पतली फिल्म पाने के लिए अपने ZnO को आगे बढ़ाने की कोशिश करें,

एक अन्य विकल्प ZnO में एक फोटोरिसेस्टर बनाने / मापने का प्रयास करना है ताकि खुद को साबित किया जा सके कि ZnO निरंतर है और वर्तमान का संचालन कर सकता है। एक त्वरित खोज से, ZnO में 3.3 eV का सीधा बैंड गैप है जिसका मतलब है कि आपको फोटोकॉन्डेंस देखने के लिए लगभग 375 एनएम या उससे कम की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश की आवश्यकता होगी। यह दृश्यमान और यूवी प्रकाश के बीच के किनारे पर है। इससे चीजें थोड़ी अधिक कठिन हो जाती हैं, लेकिन कागज ने संकेत दिया कि फोटोकंडक्शन देखा गया था, इसलिए आप शायद उन परिणामों को पुन: पेश कर पाएंगे। इसके द्वारा बनाए गए MOSFETs की तुलना में इसका बहुत सरल उपकरण है। वास्तव में, आपके द्वारा पार किया गया क्रॉस सेक्शन पहले से ही काम करना चाहिए। ऊपर से अपना नमूना रोशन करें, सबसे उज्ज्वल यूवी प्रकाश स्रोत से आप पा सकते हैं (सूरज एक काफी उज्ज्वल यूवी प्रकाश स्रोत है)। एक वोल्टेज लागू करें और अपने डिवाइस के माध्यम से वर्तमान को मापें (या मल्टीमीटर पर प्रतिरोध सेटिंग का उपयोग करें)। ZnO के बड़े बैंड गैप के कारण, चालकता के लिए कुछ समय लग सकता है क्योंकि प्रकाश को हटाने के बाद "अंधेरे" मूल्य पर वापस गिरना चाहिए, जैसा कि कागज में देखा गया है। हालांकि, इस बिंदु पर, मुझे यकीन है कि आप एक वर्तमान को मापने के लिए खुश होंगे।

Comments

मुझे देर से उत्तर के लिए खेद है और आपके विस्तृत उत्तर @Matt के लिए बहुत ही शानदार हूं। मैंने शीर्ष गेट दृष्टिकोण के कई संस्करणों का प्रयास किया है। अब तक मैं गेट पर वोल्टेज लागू करते समय प्रतिरोध में किसी भी गिरावट का निरीक्षण करने में सक्षम नहीं था। उपकरण अभी भी एक खुले सर्किट के रूप में कार्य करते हैं। मैं तब भी प्रतिरोध में एक महत्वपूर्ण गिरावट का निरीक्षण करने में सक्षम था जब यूवी प्रकाश (कृत्रिम और प्राकृतिक) के लिए सभी प्रयास किए गए उपकरणों को उजागर करने के लिए कार्बन वायर गोंद का उपयोग करते हुए क्लिंग रैप "फाटक ढांकता हुआ" पर गेट के रूप में मुश्किल साबित हुआ, इसलिए मैंने बस कुछ प्रयासों का सहारा लिया ढांकता हुआ करने के लिए तार संपर्क को छूने।

— user695695

आखिरकार मैंने भी कई संस्करणों के साथ स्रोत के बीच सीधे जस्ता ऑक्साइड परत को गेट इलेक्ट्रोड को छूने की कोशिश की और कोई परिणाम नहीं निकला। पुनरावृत्ति करने के लिए: - ~ 20 प्रयासों के साथ पुष्टि की गई फोटो संवेदनशीलता / अर्ध प्रवाहकीय व्यवहार। - गेट ढांकता हुआ सामग्री के साथ और बिना एक शीर्ष गेट दृष्टिकोण का प्रयास किया। - गेट के संबंध में नकारात्मक और सकारात्मक लीड के दोनों विकल्पों की कोशिश की। - प्रतिरोध में कोई परिवर्तन नहीं देखा जा सका। क्या मैं मान सकता हूं कि मैं गेट को पर्याप्त वोल्टेज नहीं दे रहा हूं, या इसके और क्या कारण हो सकते हैं?

— 186 बजे उपयोगकर्ता 695695

@ user695695 यह कहना कठिन है कि समस्या क्या है, लेकिन उच्चतर वोल्टेज का उपयोग करने से संभवतः चोट नहीं पहुंच सकती। क्या आप अंधेरे में अपने सभी माप कर रहे हैं? यदि नहीं, तो प्रयास करें। हो सकता है कि फोटोजेनरेटेड वाहक किसी भी गेट नियंत्रण को भारी कर रहे हों जिसे आप देख सकते हैं।

— मैट

मैं वास्तव में अंधेरे में मापक बना रहा हूं। मैंने डिवाइस और इलेक्ट्रिकल लीड की स्थापना की और फिर इसे प्रकाश से कवर किया जब तक ओममीटर ने कोई चालकता नहीं पढ़ी। बिना किसी प्रभाव के वोल्टेज को लागू करने और कवर को हटाने के बाद, सेकंड के भीतर डिवाइस बहुत कम यूवी जोखिम के साथ चालकता दिखाते हैं।

— user695695

दुर्भाग्य से मैंने अपनी बिजली की आपूर्ति @ 5 एम्प्स और 30 वोल्ट अधिकतम कर दी है।

— user695695

Answer 2

"FET" फ़ंक्शन करने के लिए, आपको 6 सफलताओं की आवश्यकता है 1) एक चैनल 2) स्रोत और नाली क्षेत्र 3) गैर-आयताकार ओमिक संपर्क (2) से (1) 4) एक गेट 5) सतह के चार्ज का कम घनत्व गेट-चैनल इंटरफ़ेस 6) चैनल के शीर्ष भाग को पलटने के लिए गेट पर पर्याप्त वोल्टेज, इसलिए (1) और (2) एक प्रतिरोधक पथ के रूप में कार्य करेगा।

कृपया इन 6 आवश्यकताओं के साथ सौम्य रहें; मेरे माता-पिता डिवाइस भौतिक विज्ञानी नहीं थे।

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आपको # 5 की आवश्यकता नहीं है। एक बड़े सतह चार्ज घनत्व होने से आपके थ्रेसहोल्ड वोल्टेज में बदलाव होता है। यदि आप एक कमी मोड डिवाइस बनाया है, तो आप भी तकनीकी रूप से # 6 की जरूरत नहीं है। (लेकिन तब आपको सतह को खाली करने के लिए एक उच्च पर्याप्त गेट वोल्टेज की आवश्यकता होती है)

— मैट

धन्यवाद। क्या आप ओपी के असंख्य विचारों को संबोधित करने वाले उत्तर में इन कथनों को समाप्त कर सकते हैं?

— analogsystemsrf