सेमीकंडक्टर उत्पाद बुनियादी डायोड और ट्रांजिस्टर से लेकर जटिल एकीकृत सर्किट और माइक्रोप्रोसेसर तक सब कुछ कवर करते हैं। ये उत्पाद इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जिनमें करंट को बढ़ाने और स्विच करने के लिए ट्रांजिस्टर, वोल्टेज को सुधारने और स्थिर करने के लिए डायोड और डेटा को संग्रहीत और संसाधित करने के लिए DRAM और फ्लैश मेमोरी जैसे मेमोरी डिवाइस शामिल हैं। एकीकृत सर्किट, जैसे माइक्रोप्रोसेसर और संचार चिप्स, आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के मूल हैं, जो जटिल डेटा प्रोसेसिंग और संचार कार्यों को सक्षम करते हैं। सेमीकंडक्टर विनिर्माण और पैकेजिंग प्रौद्योगिकी की प्रगति ने इन उत्पादों को अधिक कुशल और लघु बना दिया है, जिससे पूरे इलेक्ट्रॉनिक्स उद्योग का विकास हुआ है।
अर्धचालक उपकरण
ट्रांजिस्टर
ट्रांजिस्टर अर्धचालक प्रौद्योगिकी के मुख्य घटक हैं, जो व्यापक रूप से प्रवर्धन और स्विचिंग सर्किट में उपयोग किए जाते हैं। मुख्य प्रकारों में क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर (FET) और द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (BJTs) शामिल हैं। फ़ील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर अपने उच्च इनपुट प्रतिबाधा और कम बिजली खपत विशेषताओं के कारण डिजिटल और एनालॉग सर्किट पर हावी होते हैं। उदाहरण के लिए, मेटल ऑक्साइड सेमीकंडक्टर फ़ील्ड-इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर (MOSFETs) आधुनिक एकीकृत सर्किट की नींव हैं। अपनी उच्च गति स्विचिंग क्षमता और उच्च धारा वहन क्षमता के कारण द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर अभी भी बिजली प्रवर्धन और उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण हैं।
डायोड
डायोड सबसे बुनियादी अर्धचालक उपकरण हैं, जिनका उपयोग मुख्य रूप से करंट के यूनिडायरेक्शनल संचालन के लिए किया जाता है। सामान्य प्रकारों में रेक्टिफायर डायोड और वोल्टेज रेगुलेटर शामिल हैं। रेक्टिफायर डायोड का उपयोग आमतौर पर प्रत्यावर्ती धारा को प्रत्यक्ष धारा में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है, जबकि वोल्टेज नियामकों का उपयोग स्थिर वोल्टेज स्तर को बनाए रखने और सर्किट ओवरवॉल्टेज को रोकने के लिए किया जाता है। इन डायोड के प्रमुख मापदंडों में फॉरवर्ड करंट, रिवर्स ब्रेकडाउन वोल्टेज, बिजली की खपत और स्विचिंग गति शामिल हैं।
ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण
ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरण अर्धचालक प्रौद्योगिकी की एक महत्वपूर्ण शाखा है, जिसमें मुख्य रूप से प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) और प्रकाश संवेदनशील उपकरण शामिल हैं। अपनी उच्च दक्षता, लंबे जीवनकाल और विश्वसनीयता के कारण एलईडी का प्रकाश और प्रदर्शन प्रौद्योगिकी में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। फोटोसेंसिटिव डिवाइस जैसे फोटोडायोड और फोटोट्रांजिस्टर स्वचालित नियंत्रण और संचार प्रणालियों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
भंडारण उपकरणों
मेमोरी डिवाइस डेटा स्टोरेज तकनीक का मूल हैं, जिसमें डायनेमिक रैंडम एक्सेस मेमोरी (DRAM) और फ्लैश मेमोरी शामिल हैं। अपने उच्च गति प्रदर्शन लाभ के कारण कंप्यूटर सिस्टम में मुख्य मेमोरी के रूप में DRAM का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। फ्लैश मेमोरी, अपनी गैर-वाष्पशील और उच्च-घनत्व विशेषताओं के साथ, मोबाइल उपकरणों और सॉलिड-स्टेट ड्राइव में हावी है। इन भंडारण उपकरणों के प्रमुख मापदंडों में भंडारण क्षमता, पढ़ने और लिखने की गति, बिजली की खपत और जीवनकाल शामिल हैं।
अर्धचालक उपकरणों को डिजाइन करते समय, सामग्री का चयन, विनिर्माण प्रक्रिया और विद्युत प्रदर्शन प्रमुख विचार हैं। उदाहरण के लिए, सिलिकॉन सामग्री अपनी लागत-प्रभावशीलता और परिपक्व विनिर्माण प्रक्रियाओं के कारण अर्धचालक उपकरणों पर हावी है। हालाँकि, प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, गैलियम आर्सेनाइड जैसी अन्य सामग्रियों ने विशिष्ट अनुप्रयोगों में उत्कृष्ट प्रदर्शन दिखाया है। अर्धचालक उपकरणों का चयन करते समय, ऊपर उल्लिखित तकनीकी मापदंडों के अलावा, लागत, आकार और विश्वसनीयता पर भी विचार करने की आवश्यकता है।
एकीकृत परिपथ
माइक्रोप्रोसेसर
माइक्रोप्रोसेसर आधुनिक कंप्यूटिंग उपकरणों का मस्तिष्क हैं, जो निर्देशों को संसाधित करने और अन्य हार्डवेयर को नियंत्रित करने के लिए जिम्मेदार हैं। उनका प्रदर्शन आमतौर पर कोर की संख्या, क्लॉक स्पीड (आमतौर पर गीगाहर्ट्ज रेंज में), बिजली की खपत (कुछ वाट से लेकर दसियों वाट तक), और प्रक्रिया प्रौद्योगिकी (जैसे 7 नैनोमीटर, 5 नैनोमीटर) द्वारा मापा जाता है। उच्च प्रदर्शन वाले माइक्रोप्रोसेसरों को बिजली की खपत और शीतलन में चुनौतियों का सामना करना पड़ता है, जिसके लिए कुशल शीतलन समाधान की आवश्यकता होती है।
भंडारण चिप
स्टोरेज चिप्स डेटा स्टोरेज के प्रमुख घटक हैं, जिनमें स्टैटिक रैंडम एक्सेस मेमोरी (SRAM) और डायनेमिक रैंडम एक्सेस मेमोरी (DRAM) शामिल हैं। SRAM में उच्च गति और कम विलंबता के फायदे हैं, लेकिन इसकी लागत अधिक है और इसकी क्षमता छोटी है। DRAM बड़ी भंडारण क्षमता और कम लागत प्रदान करता है, लेकिन धीमी गति और अधिक बिजली की खपत के साथ। स्टोरेज चिप के प्रमुख मापदंडों में स्टोरेज क्षमता (कुछ एमबी से लेकर कुछ जीबी तक), एक्सेस टाइम (नैनोसेकंड में), और बिजली की खपत (कुछ मिलीवाट से लेकर कुछ वॉट तक) शामिल हैं।
संचार चिप
संचार चिप का उपयोग वायरलेस या वायर्ड संचार संकेतों को संसाधित करने के लिए किया जाता है, और कुंजी विभिन्न संचार मानकों, जैसे 5 जी, वाई फाई, ब्लूटूथ इत्यादि का समर्थन करने के लिए है। इन चिप्स के प्रदर्शन संकेतक में ट्रांसमिशन गति (एमबीपीएस या जीबीपीएस), आवृत्ति शामिल है रेंज, ऊर्जा दक्षता अनुपात (प्रति बिट ऊर्जा खपत में मापा जाता है), साथ ही समर्थित संचार मानक और प्रोटोकॉल।
एनालॉग चिप
एनालॉग चिप्स डिजिटल और एनालॉग सिग्नल के बीच परिवर्तित होते हैं, जिसमें एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर्स (एडीसी) और डिजिटल से एनालॉग कनवर्टर्स (डीएसी) शामिल हैं। उनके प्रदर्शन की कुंजी रूपांतरण गति (प्रति सेकंड नमूनों की संख्या), सटीकता (बिट्स की संख्या), बिजली की खपत (आमतौर पर मिलीवाट में), और शोर स्तर (आमतौर पर सिग्नल-टू-शोर अनुपात में व्यक्त) में निहित है। एनालॉग चिप्स सिग्नल प्रोसेसिंग और सेंसर इंटरफेस में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
मिश्रित सिग्नल चिप
मिश्रित सिग्नल चिप एनालॉग और डिजिटल सर्किट को जोड़ती है, जो एनालॉग सिग्नल को संसाधित करने और डिजिटल सिस्टम में उनका उपयोग करने में सक्षम है। इस प्रकार की चिप मोबाइल फोन, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। उनके प्रमुख मापदंडों में एकीकरण स्तर, बिजली की खपत और आकार (आमतौर पर मिलीमीटर में) ² गणना और लागत शामिल हैं। मिश्रित सिग्नल चिप को यह सुनिश्चित करने के लिए सटीक डिज़ाइन की आवश्यकता होती है कि एनालॉग और डिजिटल भाग एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप न करें।
एकीकृत सर्किट का डिज़ाइन और निर्माण अत्यधिक जटिल और महंगी प्रक्रियाएं हैं जिनके लिए सिलिकॉन और गैलियम आर्सेनाइड जैसी उन्नत सामग्रियों के साथ-साथ गहरी पराबैंगनी लिथोग्राफी जैसी उन्नत विनिर्माण प्रौद्योगिकियों की आवश्यकता होती है। प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, एकीकृत सर्किट का आकार सिकुड़ता जा रहा है और प्रदर्शन में सुधार जारी है, लेकिन साथ ही, उन्हें लागत, डिज़ाइन जटिलता और भौतिक सीमाओं जैसी चुनौतियों का भी सामना करना पड़ता है।
