థిన్ ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్: స్ట్రక్చర్, వర్కింగ్, ఫ్యాబ్రికేషన్ ప్రాసెస్, ఎలా కనెక్ట్ చేయాలి & దాని అప్లికేషన్లు

RCA (రేడియో కార్పొరేషన్ ఆఫ్ అమెరికా) ట్రాన్సిస్టర్‌లను ప్రయోగాలు చేయడం & అభివృద్ధి చేయడం కోసం చాలా సంవత్సరాలు గడిపింది. మొదటి సన్నని చలనచిత్ర పేటెంట్‌ను 1957లో RCA సభ్యుడు జాన్ వాల్‌మార్ 1957లో అభివృద్ధి చేసినప్పటికీ. ఆ తర్వాత, మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ & సెమీకండక్టర్స్ ఫీల్డ్‌లో జరిగిన పరిణామాల శ్రేణి, TFT లేదా థిన్ ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ 1962లో ఉద్భవించింది. TFT ఉపయోగించబడుతుంది కాంట్రాస్ట్ & అడ్రస్‌బిలిటీ వంటి ఇమేజ్ క్వాలిటీలను మెరుగుపరచడానికి లిక్విడ్-క్రిస్టల్ డిస్‌ప్లేలు. TFT అనేది మెరుగైన సంస్కరణ MOSFET ఎందుకంటే ఇది సన్నని చిత్రాలను ఉపయోగిస్తుంది. ఈ వ్యాసం ఒక పరిచయం గురించి చర్చిస్తుంది సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ లేదా TFT - అప్లికేషన్‌లతో పని చేయడం.

థిన్ ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ అంటే ఏమిటి?

థిన్ ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ నిర్వచనం; ఒక రకమైన FET లేదా ఫీల్డ్-ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్, ఇది LCD యొక్క ప్రతి పిక్సెల్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది ( ద్రవ స్ఫటిక ప్రదర్శన ) స్క్రీన్ సమాచారాన్ని అధిక కాంట్రాస్ట్, అధిక ప్రకాశం & అధిక వేగంతో ప్రదర్శించడానికి. సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ చిహ్నం క్రింద చూపబడింది.

థిన్ ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ వర్కింగ్ ప్రిన్సిపల్

ఈ థిన్ ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు వ్యక్తిగత స్విచ్ లాగా పని చేస్తాయి, ఇవి పిక్సెల్‌లను చాలా వేగంగా ఆన్ & ఆఫ్ చేయడానికి పిక్సెల్‌లను చాలా త్వరగా సర్దుబాటు చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ ట్రాన్సిస్టర్‌లు LCDలలోని క్రియాశీల మూలకాలు, ఇవి మ్యాట్రిక్స్ రూపంలో అమర్చబడి ఉంటాయి, తద్వారా LCD సమాచారాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది. ఇవి డిజిటల్ రేడియోగ్రఫీ డిటెక్టర్లు, హెడ్-అప్ డిస్‌ప్లేలు మరియు మరెన్నో వాణిజ్య ప్రదర్శన అప్లికేషన్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి.

సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ నిర్మాణం

TFT అనేది ఒక ప్రత్యేక రకం ఫీల్డ్ ఎఫెక్ట్ ట్రాన్సిస్టర్, ఇది కేవలం యాక్టివ్ సెమీకండక్టర్ లేయర్ థిన్ ఫిల్మ్‌లు, డైలెక్ట్రిక్ లేయర్ & గేట్ ఎలక్ట్రోడ్ లేయర్‌ను సబ్‌స్ట్రేట్ అని పిలువబడే సౌకర్యవంతమైన పదార్థంపై జమ చేయడం ద్వారా తయారు చేయబడుతుంది. సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క నిర్మాణం క్రింద చూపబడింది.

TFT విభిన్న పదార్థాలను ఉపయోగించి తయారు చేయబడిన వివిధ పొరలను కలిగి ఉంటుంది. కాబట్టి, ప్రతి పొరలో ఉపయోగించే పదార్థాలు క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

TFT యొక్క మొదటి పొర ఒక ఫ్లెక్సిబుల్ సబ్‌స్ట్రేట్, ఇది కొద్దిగా మైక్రాన్ల మందపాటి గాజు, లోహాలు & పాలిథైలెనెటెరాఫాలేట్ వంటి పాలిమర్‌లతో తయారు చేయబడింది. ఈ పొర ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాన్ని నిర్మించే బేస్గా పనిచేస్తుంది.

రెండవ పొర గేట్ ఎలక్ట్రోడ్, ఇది అప్లికేషన్ ఆధారంగా అల్యూమినియం, బంగారం లేదా క్రోమియంతో రూపొందించబడింది. ఈ గేట్ ఎలక్ట్రోడ్ సన్నని ఫిల్మ్ సెమీకండక్టర్‌కు సిగ్నల్‌ను అందిస్తుంది, ఇది మూలం & కాలువ మధ్య సంబంధాన్ని ప్రేరేపిస్తుంది.

సెమీకండక్టర్ లేయర్ & గేట్ ఎలక్ట్రోడ్ వంటి రెండు లేయర్‌ల మధ్య ఎలక్ట్రికల్ షార్ట్‌ని నివారించడానికి మూడవ లేయర్ ఉపయోగించబడుతుంది.

నాల్గవ పొర ఎలక్ట్రోడ్ పొర, ఇది వెండి, క్రోమియం అల్యూమినియం గోల్డ్ వంటి విభిన్న కండక్టర్‌లతో తయారు చేయబడింది మరియు సెమీకండక్టింగ్ ఉపరితలాలపై జమ చేయబడుతుంది. సోర్స్ & డ్రెయిన్ ఎలక్ట్రోడ్‌ల పూతని నిర్వహించడానికి కూడా, ఇండియం టిన్ ఆక్సైడ్ (ITO) ఉపయోగించబడుతుంది. మొత్తం పరికరం సిరామిక్ లేదా పాలిమర్ మెటీరియల్‌లో కప్పబడి ఉంటుంది.

థిన్ ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ ఫ్యాబ్రికేషన్ ప్రాసెస్

TFT ఫాబ్రికేషన్ యొక్క వివిధ పొరలు క్రింద చర్చించబడ్డాయి.

• మొదట, ఉపరితల పదార్థం దాని ఉపరితలంపై పట్టుకున్న అన్ని కంటెయిన్‌మెంట్‌లను తొలగించడానికి అవసరమైన యాసిడ్ లేదా బేస్‌తో రసాయనికంగా శుభ్రం చేయబడుతుంది.
• ఆ తరువాత, మెటాలిక్ గేట్ ఎలక్ట్రోడ్లు కేవలం థర్మల్ బాష్పీభవన ప్రక్రియతో ఉపరితలంపై జమ చేయబడతాయి. సిరామిక్/పాలిమర్ ఎలక్ట్రోడ్‌లు ఇంక్‌జెట్ ప్రింటింగ్/డిప్ కోటింగ్ విధానంతో జమ చేయబడతాయి.
• ఇన్సులేటింగ్ పూతలు కేవలం రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD) లేదా ప్లాస్మా ఎన్‌హాన్స్‌డ్ కెమికల్ ఆవిరి నిక్షేపణ (PECVD) ప్రక్రియలతో గేట్‌పై జమ చేయబడతాయి.
• స్ప్రే లేదా పాలిమర్ పూత అయితే సెమీకండక్టర్ పొరలు డిప్ కోటింగ్‌తో జమ చేయబడతాయి. మూలం & కాలువ రెండూ గేట్ ఎలక్ట్రోడ్ విధానాన్ని పోలి ఉంటాయి - స్ప్రే/డిప్ కోటింగ్ లేదా థర్మల్ బాష్పీభవనం తగిన మాస్క్ లేయర్‌ల ద్వారా అవసరం.

సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఎలా కనెక్ట్ చేయాలి?

సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క కనెక్షన్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది. ఈ ఉదాహరణ p-రకం సెమీకండక్టర్ పదార్థాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. ఇది n-రకం పదార్థాన్ని ఉపయోగిస్తే, అప్పుడు ధ్రువణాలు విరుద్ధంగా ఉంటాయి. ట్రాన్సిస్టర్ డ్రెయిన్ & సోర్స్ కాంటాక్ట్‌ల (VDS) మధ్య ప్రతికూల వోల్టేజ్‌ని వర్తింపజేయడం ద్వారా పక్షపాతంతో ఉన్నప్పుడు ట్రాన్సిస్టర్ పనిచేస్తుంది.

ట్రాన్సిస్టర్ ఆఫ్ చేయబడినప్పుడు, సోర్స్ & డ్రెయిన్ కాంటాక్ట్‌ల మధ్య ఎటువంటి ఛార్జ్ జమ చేయబడదు. కాబట్టి, సోర్స్ & డ్రెయిన్ కాంటాక్ట్‌ల మధ్య కరెంట్ ప్రవహించదు. ట్రాన్సిస్టర్‌ను ఆన్ చేయడానికి, గేట్ టెర్మినల్ (VGS)కి ప్రతికూల బయాస్ వోల్టేజ్ వర్తించబడుతుంది. కాబట్టి సెమీకండక్టర్లలోని రంధ్రాల వంటి ఛార్జ్ క్యారియర్‌లు కరెంట్ (ID) కాలువ నుండి మూలానికి ప్రవహించే ఛానెల్‌ని సృష్టించడానికి గేట్ ఇన్సులేషన్‌కు పేరుకుపోతాయి.

తేడా b/w థిన్ ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ Vs మోస్ఫెట్

సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు మరియు మోస్‌ఫెట్ మధ్య వ్యత్యాసం క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటుంది.

సాధారణ ట్రాన్సిస్టర్ నుండి సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ ఎలా భిన్నంగా ఉంటుంది?

సాధారణ ట్రాన్సిస్టర్‌తో పోలిస్తే సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ భిన్నంగా ఉంటుంది ఎందుకంటే; చాలా సాధారణ ట్రాన్సిస్టర్‌లు చాలా స్వచ్ఛమైన Si (సిలికాన్) & Ge (జెర్మానియం)తో తయారు చేయబడతాయి మరియు కొన్నిసార్లు కొన్ని ఇతర సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు ఉపయోగించబడతాయి. థిన్ ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు (TFTలు) సిలికాన్, జింక్ ఆక్సైడ్ లేదా కాడ్మియం సెలీనైడ్ వంటి వివిధ రకాల సెమీకండక్టర్ పదార్థాలతో తయారు చేయబడ్డాయి. TFT సోర్స్, గేట్ మరియు డ్రెయిన్ వంటి మూడు టెర్మినల్‌లను కలిగి ఉంటుంది, అయితే సాధారణ ట్రాన్సిస్టర్‌లో బేస్, ఎమిటర్ మరియు కలెక్టర్ ఉంటాయి.

ఈ ట్రాన్సిస్టర్‌లు పిక్సెల్‌లను చాలా త్వరగా ఆన్ & ఆఫ్ చేయడానికి స్థితిని త్వరగా సర్దుబాటు చేయడానికి అనుమతించడం ద్వారా స్విచ్‌లుగా పనిచేస్తాయి. సాధారణ ట్రాన్సిస్టర్ స్విచ్ లేదా యాంప్లిఫైయర్‌గా పనిచేస్తుంది.

ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

ది సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల ప్రయోజనాలు కింది వాటిని చేర్చండి.

• వారు తక్కువ శక్తిని వినియోగిస్తారు.
• వారు వేగవంతమైన ప్రతిచర్య సమయాన్ని కలిగి ఉంటారు.
• డిజిటల్ డిస్‌ప్లే పరిశ్రమలో TFTలు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి.
• థిన్ ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్లు ఆర్థిక సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై అమలు చేయబడిన సౌకర్యవంతమైన ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క ముఖ్య అంశాలు
• వారు వేగవంతమైన, అధిక & ఖచ్చితమైన ప్రతిస్పందన రేట్లను కలిగి ఉన్నారు.
• TFT-ఆధారిత డిస్‌ప్లేలు పదునైన దృశ్యమానతను కలిగి ఉంటాయి.
• TFT-ఆధారిత డిస్‌ప్లేల యొక్క భౌతిక రూపకల్పన అద్భుతమైనది.
• ఇది కంటి ఒత్తిడిని తగ్గిస్తుంది.

ది సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల యొక్క ప్రతికూలతలు కింది వాటిని చేర్చండి.

• వారు తమ సొంత కాంతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి బదులుగా ప్రకాశాన్ని అందించడానికి బ్యాక్‌లైటింగ్‌పై ఆధారపడతారు, కాబట్టి, వారి బ్యాక్‌లైటింగ్ అమరికలో వారికి అంతర్నిర్మిత LED లు అవసరం.
• గ్లాస్ ప్యానెలింగ్ కారణంగా పరిమితం చేయబడిన యుటిలిటీ.
• LEDలు ఆన్‌లో ఉన్నప్పుడు మాత్రమే TFTల మాడ్యూల్‌లు చదవబడతాయి.
• TFT లు చాలా త్వరగా బ్యాటరీని ఖాళీ చేయగలవు.
• సాధారణ మోనోక్రోమ్ డిస్‌ప్లేలతో పోలిస్తే TFT LCDలు ఖరీదైనవి.

అప్లికేషన్లు

ది సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్‌ల అప్లికేషన్‌లు కింది వాటిని చేర్చండి.

• థిన్-ఫిల్మ్-ట్రాన్సిస్టర్ స్మార్ట్‌ఫోన్‌లు, కంప్యూటర్‌లు, ఫ్లాట్-ప్యానెల్ డిస్‌ప్లేలు, పర్సనల్ డిజిటల్ అసిస్టెంట్‌లు & వీడియో గేమ్ సిస్టమ్‌లలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
• బాగా తెలిసిన థిన్-ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ అప్లికేషన్ TFT LCDలలో ఉంది,
• ప్రస్తుత మెటీరియల్ కెమిస్ట్రీ & డిజిటల్ డిస్‌ప్లేలలో ఈ ట్రాన్సిస్టర్‌లు ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి.
• ఆర్గానిక్ LEDలు, ఫ్లాట్ ప్యానెల్ డిస్‌ప్లేలు & ఇతర ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల వంటి విదేశాలలో TFTలు ఉపయోగించబడతాయి.
• TFTలు X-రే డిటెక్టర్లలో సెన్సార్‌లుగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.
• TFT పరికరాలు వివిధ సెన్సింగ్ అప్లికేషన్‌లలో కనిపిస్తాయి.
• TFT LCDలు వీడియో గేమ్ సిస్టమ్‌లు, ప్రొజెక్టర్లు, నావిగేషన్ సిస్టమ్‌లు, హ్యాండ్‌హెల్డ్ పరికరాలు, టీవీలు, వ్యక్తిగత డిజిటల్ అసిస్టెంట్లు & ఆటోమొబైల్స్‌లోని డ్యాష్‌బోర్డ్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి.

అందువలన, ఇది సన్నని ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ యొక్క అవలోకనం లేదా TFT ప్రస్తుత డిజిటల్ డిస్‌ప్లేలలో ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. ఇవి సాంప్రదాయ MOSFETలకు అధునాతనమైనవి కాబట్టి ఇది వేగవంతమైన ప్రతిస్పందన సమయాలను అందిస్తుంది మరియు విద్యుత్ ఛార్జ్‌ను నిలుపుకునే సామర్థ్యాన్ని కూడా అందిస్తుంది. ఇవి LCDలలో విస్తృతమైన అప్లికేషన్‌లను కలిగి ఉన్నాయి మరియు ప్రస్తుతం పరిశోధకులు కొత్త రకాల థిన్-ఫిల్మ్ ట్రాన్సిస్టర్ పరికరాలను అభివృద్ధి చేయడంపై దృష్టి సారిస్తున్నారు. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, FET అంటే ఏమిటి?