ಲೇಖಕರು: ಡಾ ಗಣೇಶ್ ಕೆ

ವಿಶ್ವೇಶ್ವರಯ್ಯ ತಾಂತ್ರಿಕ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಪ್ರಸಾರಾಂಗವು ಜನಪ್ರಿಯ ತಾಂತ್ರಿಕ ಶಿಕ್ಷಣ ಮಾಲೆಯಡಿ ಪ್ರಕಟಿಸಿರುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಗುರು ಪುಸ್ತಕವು ಜನಸಾಮಾನ್ಯರಿಗೆ ವಿದ್ಯುತ್, ವಿದ್ಯುತ್ ವಿಧಗಳು, ವಾಹಕ, ಅರೆವಾಹಕಗಳು, ಡಯೋಡ್, ಎಲ್.ಇ.ಡಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ ಗಳು, ಆಂಪ್ಲಿಫೈಯರ್ ಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಪರಿಚಯಿಸುವ ಪುಸ್ತಕ. ಕಥೆಯ ಶೈಲಿಯಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ನ್ನು ತಿಳಿಸುವ ಪ್ರಯತ್ನ ಇಲ್ಲಿ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ‌.

ಪುಸ್ತಕದ ಆಯ್ದ ಭಾಗ – ಅರೆವಾಹಕಗಳು

“ಆರು ಕೊಟ್ಟರೆ ಅತ್ತೆ ಕಡೆ ಮೂರು ಕೊಟ್ಟರೆ ಸೊಸೆ ಕಡೆಗೆ ಹನುಮಾನ್ ಕೇಳಿರಬೇಕಲ್ಲ ಬಸೂ ನೀನು.”

“ಹೌದು ಅಪ್ಪ. ಹಿಂಗು ಸೈ ಹಂಗೂ ಸೈ ಅಂತಾರಲ್ಲ‌ ಹಂಗೆ.”

“ನಿನ್ನೆ ನೀನು ವಾಹಕಗಳು ಅವಾಹಕಗಳಾಗಬಹುದಾ ಅಥವಾ ಅವಾಹಕಗಳು ವಾಹಕಗಳಾಗಬಹುದಾ ಅಂತ ಕೇಳುತ್ತಿದ್ದೆ. ಆ ತರದ ಒಂದು ಕಿಲಾಡಿ ವಸ್ತುವಿದೆ. ಅದಕ್ಕೆ ಅರೆವಾಹಕ ಎನ್ನುತ್ತೇವೆ. ಇಂಗ್ಲಿಷ್ನಲ್ಲಿ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್. ಇದು ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಅಂದರೆ ವಾಹಕದ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತೆ ಮತ್ತು ಇನ್ಸುಲೇಟರ್ ಅಂದರೆ ಅವಾಹಕದ ಕೆಲಸವನ್ನೂ ಮಾಡುತ್ತದೆ.”

“ಒಂಥರಾ ಬೆಂಗಳೂರಲ್ಲಿ ಬಿಎಂಟಿಸಿ ಬಸ್ ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಇಂದ್ದಂತಿದೆ ಅಲ್ವಾ ಅಪ್ಪ?”

“ಅದು ಹೆಂಗಪಾ ಬಸು?”

“ಬೆಂಗಳೂರು ಬಿಎಂಟಿಸಿಯ ಕೆಲವು ಬಸ್ಗಳಲ್ಲಿ ಡ್ರೈವರ್ ನೇ ಕಂಡಕ್ಟರ್ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತಾನೆ. ಆತನೇ ಟಿಕೆಟ್ ಕೊಡುತ್ತಾನೆ. ಈ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸಹಿತ ಇದೇ ಥರನಾ?”

“ಎಂಥೆಂಥಾ ಅದ್ಭುತ ಉದಾಹರಣೆಗಳನ್ನು ಹುಡುಕುತ್ತಿಲ್ಲ ಬಸು. ಹೌದು. ಇದು ವಾಹಕವೂ ಹೌದು ಮತ್ತು ಅವಾಹಕವೂ ಹೌದು. ಅದರ ಜೊತೆ ಇನ್ನೊಂದು ಮಜಾ ಇದೆ. ನೀನೇ ಇದರ ಮಾಲೀಕ. ನೀನು ಹೇಳಿದಂತೆ ಕೇಳುತ್ತದೆ. ನೀನು ವಾಹಕವಾಗು ಎಂದರೆ ವಾಹಕವಾಗುತ್ತದೆ. ಅವಾಹಕವಾಗು ಎಂದರೆ ಅವಾಹಕವಾಗುತ್ತದೆ. ನಿನ್ನ ಆದೇಶವನ್ನ ಶಿರಸಾ ವಹಿಸಿ ಪಾಲಿಸುವ ಪರಿಪಾಲಕ ಈ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್.”

“ಹಂಗಾದ್ರೆ ನೀವು ಹೇಳಿದ್ದು ಸರಿ ಅಪ್ಪ. ಆರು ಕೊಟ್ಟರೆ ಅತ್ತೆ ಕಡೆ ಮೂರು ಕೊಟ್ಟರೆ ಸೊಸೆ ಕಡೆ. ಆದರೆ ಇದನ್ನು ಸಾಧಿಸುವುದು ಹೇಗೆ?”

“ಒಳ್ಳೆ ಪ್ರಶ್ನೆ ಕೇಳಿದೆ. ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಗೆ ಒಂದು ಉತ್ತಮ ಉದಾಹರಣೆಯೆಂದರೆ ಸಿಲಿಕಾನ್. ಜರ್ಮೇನಿಯಂ ಕೂಡ ಬಳಸಲ್ಪಡುವ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್. ಈ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಗಳಲ್ಲಿ ವಾಹಕತ್ವ ವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸ್ವತಂತ್ರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ತುಂಬಾ ಕಡಿಮೆ. ಹಾಗಾಗಿ ವಾಹಕತ್ವವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಕೆಲವು ಬೇರೆ ನಮೂನಿಯ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನ ಸೇರಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ಡೋಪಿಂಗ್ ಎಂದು ಕರೆಯುತ್ತೇವೆ. ಅರೆವಾಹಕಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸುವ 5 ವ್ಯಾಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಪೆಂಟಾವೆಲೆಂಟ್ ಅಶುದ್ಧತೆ ಎನ್ನುತ್ತೇವೆ. ಅದೇ ರೀತಿ ಅರೆ ವಾಹಕಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸುವ 3 ವ್ಯಾಲೆನ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುವಿಗೆ ಟ್ರೈವೇಲೆಂಟ್ ಅಶುದ್ಧತೆ ಎನ್ನುತ್ತೇವೆ.

ಶುದ್ಧ ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅರೆವಾಹಕಕ್ಕೆ ಪೆಂಟಾವೆಲೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಪಿ ನಮೂನೆಯ ಅರೆವಾಹಕ (p-type ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್) ದೊರೆಯುತ್ತದೆ. ಹಾಗೆಯೇ, ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅರೆ ವಾಹಕಕ್ಕೆ ಟ್ರೈವೇಲೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಎನ್ ನಮೂನೆಯ ಅರೆವಾಹಕ (n – type ಸೆಮಿ ಕಂಡಕ್ಟರ್) ದೊರೆಯುತ್ತದೆ.”

“ಅಪ್ಪ, ತುಂಬಾ ಕಷ್ಟವೆನಿಸುತ್ತಿದೆಯಲ್ಲಾ ಇದನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು” ಬಸು ಅರ್ಥವಾಗದ ನೋಟವನ್ನ ನಿಜಲಿಂಗಪ್ಪ ದೇಸಾಯಿಯತ್ತ ಬೀರಿದ.

” ಆಯ್ತು, ನಿನಗೆ ಅರ್ಥವಾಗಿಲ್ಲವೆಂಬುದು ನನಗೆ ಅರ್ಥವಾಯಿತು. ಇನ್ನೊಂದು ಉದಾಹರಣೆಯೊಂದಿಗೆ ವಿವರಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸುತ್ತೇನೆ. ಮನೆಯಲ್ಲಿ ಹೋಳಿಗೆ ಮಾಡುವಾಗ ಮತ್ತು ಸಾರು ಮಾಡುವಾಗ ಬೇಕಾದ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಸ್ತು ಯಾವುದು? “

” ಇನ್ಯಾವುದು? ಬೇಳೆ.”

” ಹೌದು. ಬೇಯಿಸಿದ ಬೇಳೆಗೆ ಉಪ್ಪು ಕಾರ ಸಾಂಬಾರ್ ಪುಡಿ ಹಾಕಿದರೆ ಸಾಂಬಾರ್ ಆಗುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಬೇಯಿಸಿದ ಬೇಳೆಗೆ ಬೆಲ್ಲ ಹಾಕಿದರೆ, ಹೋಳಿಗೆ ಮಾಡುವ ಹೂರಣ ತಯಾರಾಗುತ್ತದೆ. ಆ ಕಾರಣವಾಗಿ, ಸಾಂಬಾರ್ ಮತ್ತು ಯ ಮೂಲ ಪದಾರ್ಥ ಬೇಳೆಯೇ.”

” ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಗೂ ಈ ಸಾಂಬಾರ್ ಮತ್ತು ಹೋಳಿಗೆಗೆ ಏನು ಸಂಬಂಧ ಅಪ್ಪ?”

ನಿಜಲಿಂಗಪ್ಪ ದೇಸಾಯಿ ನಗುತ್ತಾ,

” ಶುದ್ಧ ಅರೆವಾಹಕ ಒಂದು ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಂಬಾರ್ ಮತ್ತು ಹೋಳಿಗೆಗೆ ಬಳಸುವ ಬೇಳೆ ಇದ್ದಂತೆ. ಶುದ್ಧ ಅರೆವಾಹಕಕ್ಕೆ ಪೆಂಟಾವೆಲೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಬೆರೆಸಿದಾಗ ಎನ್ ನಮೂನೆಯ ಅರೆವಾಹಕ ದೊರೆಯುತ್ತದೆ. ಅದೇ ಶುದ್ಧ ಅರೆವಾಹಕ ಕ್ಕೆ ಟ್ರೈವೇಲೆಂಟ್ ಪರಮಾಣುವನ್ನು ಬೆರೆಸಿದಾಗ ಪಿ ನಮೂನೆಯ ಅರೆವಾಹಕ ದೊರೆಯುತ್ತದೆ”

” ಎಂಥ ಅದ್ಭುತವಾದ ಉದಾಹರಣೆ ಕೊಟ್ಟಿದ್ದೀರಿ ಅಪ್ಪ.”