Bu DIY transistör neden davranmaya çalışmıyor?

Evde ham bir transistör cihazı yapmaya çalışıyorum. Şimdiye kadar başarılı olamadım. Elektrik anlayışım, mürekkep püskürtmeli baskılı transistörler hakkında çılgın bir makale okuduğumdan bu yana son 3 ay içinde öğrendiğim şeylerin yanında yok.

Zehirli madde veya yüksek sıcaklık gerektirmeyen bir yöntem kullanmaya çalışıyorum.

Bu deney umut vericidir, bu yüzden cihazı burada açıklandığı gibi bir çinko oksit yarı iletken katman ve tel tutkal temaslarına göre taklit etmeye çalıştım.

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

Makaleye göre, bu cihazla, kapıya bağlı güç kaynağının negatif ucu ve kaynak ya da gidere bağlı pozitif olan 96 volt uygulanarak bir transistör / alan etkisi elde edilir.

gerekli yüksek voltajın nedeni, 0.12mm - 0.16mm kalınlığında bir mikroskop kapak sürgüsü olan kapı dielektrikinin kalınlığı gibi görünmektedir. Benim kapı dielektrik ~ 0.01mm kalınlığında cihazın kapıda ~ 9 volt iletmek izin olacağını umuyordum.

Bazı değişiklik girişimlerim:

Kullanılan malzemeler:

• yarı iletken "mürekkep / boya": organik nano olmayan çinko-oksit tozu + İzopropil alkol
• kaynak, drenaj ve kapı: iletken kalem (öğütülmüş karbon ve toksik olmayan bağlayıcı)
• kaynak, drenaj ve kapı: tel tutkal (gümüş macun)
• kapı dielektrik: mutfak sınıfı sarılmak wrap (web aramasına göre ~ 0.01mm)
• substrat: cam mikroskop kapak slaytları
• 24 ayar kaplamasız bakır tel
• tel tutkal (öğütülmüş karbon ve toksik olmayan bağlayıcı)
• tezgah üstü DC güç kaynağı 0-5 Amper 0-30 Volt

Deneme # 1:

• kapı olarak bir çizgi cam slayt çizmek için iletken karbon kalem ve bakır tel bir ucuna bağlamak için tel tutkal kullanılır. Sonra ~ 100 derece Fahrenheit ~ 15 dakika fırında kurumaya bırakın

• sıkıca sarılmış 1 kat sarılmış cam slayt sarın sarın ve herhangi bir kırışıklık düzleştirmek için ~ 15 dakika ~ 100 derece Fahrenheit fırına yerleştirilir. (sadece küçük bir başarı)

• Çinko oksit ve% 91 İzopropoil Alkol damlatılır ve üstü örtülü slayt üzerine ~ 100 dakika Fahrenheit ~ 15 dakika fırında kurumaya bırakılır. ~ 1mm kalınlığında kırılgan bir tabaka oluşturuldu

  • kaynak ve yeni bir cam slayt ve tel tutkal ile bağlı bakır tel üzerinde ~ 2mm ayırın. ~ 15 dakika boyunca ~ 100 derece Fahrenheit fırında kurumaya bırakın

  • kaynak ve drenaj kontağı aşağı bakacak şekilde, kapı kaynak ve drenaj arasında ortalanmış olarak çinko oksit tabakasına dokunarak ikinci cam lamı yerleştirilir

  • tüm katmanlar arasında yakın temasa yardımcı olmak için 2 cam slaytların etrafına sıkıca sarılan bant.

  • DC güç kaynağının negatif ucunu kapıya ve pozitif ucu belirtilen taraftaki tahliyeye bağladı. Çoklu sayacı kaynağa ve tahliyeye bağladı.

  • En düşük ayarlarda güç kaynağını açın ve amper ve voltajı yavaşça maks. 5 amp ve 30 volt

  • Kaynak ve tahliye arasında voltaj veya süreklilik ölçülemedi

  • aynı adımlar, kaynak drenajı ve geçit olarak gümüş tel tutkal kullanılarak negatif sonuç ile tekrarlandı.

Deneme # 2

Sadece 1 cam slayt ile ilk denemeye benzer. Kaynak tahliyesi ile çinko oksit tabakası arasındaki bağlantının yeterince yakın / temiz olmayabileceğini düşündüm.

• kapı olarak cam slayt üzerinde ~ 5mm genişliğinde bir çizgi çizmek için iletken karbon kalem ve bakır tel bir ucuna bağlamak için tel tutkal kullanılır. Sonra ~ 100 derece Fahrenheit ~ 15 dakika fırında kurumaya bırakın

  • sıkıca sarılmış 1 kat sarılmış cam slayt sarın sarın ve herhangi bir kırışıklık düzleştirmek için ~ 15 dakika ~ 100 derece Fahrenheit fırına yerleştirilir. (sadece küçük bir başarı)

  • kapalı slayt üzerine çinko oksit ve% 91 izopropoil alkol çözeltisi damladı ve ~ 15 dakika ~ 100 derece Fahrenheit fırında kurumaya bırakın. ~ 1mm kalınlığında kırılgan bir tabaka oluşturuldu

  • tel tutkal ile doğrudan çinko oksit katmanı üzerine kaynak ve drenaj hatları çekmek için şırınga ve daha sonra bakır tel bağladı. ~ 15 dakika boyunca ~ 100 derece Fahrenheit fırında kurumaya bırakın

  • taşıma sırasında kaynak ve drenajın çinko-oksit katmanından çekilmesini önlemek için süper yapıştırıcı ile kaplanmış üst. gece boyunca kurumaya bırak

  • DC güç kaynağının negatif ucunu kapıya ve pozitif ucu belirtilen taraftaki tahliyeye bağladı. Çoklu sayacı kaynağa ve tahliyeye bağladı.

  • En düşük ayarlarda güç kaynağını açın ve amper ve voltajı yavaşça maks. 5 amp ve 30 volt

  • Kaynak ve tahliye arasında voltaj veya süreklilik ölçülemedi

Adımların birkaç resmi: https://imgur.com/a/jXAoOS0

Şu anda, kullandığım malzemelerin, taklit etmeye çalıştığım deneyde açıklananla aynı kurulumda çalışıp çalışmadığını doğrulayamıyorum. Şimdilik çinko nitrat, 2propanol ve 96 volt çıkış kapasitesine sahip bir DC güç kaynağı eksik.

Denememdeki ana kusurlar nelerdir?

Şu anda doğrulanması zor olan aşağıdaki varsayımlarım var:

• Çinko oksit katmanım çok tutarsız / kırılgan olabilir ve tekdüze bir yüzey oluşturmaz.

• kapı dielektrik / substratım yeterince düz değil veya yanlış malzemeden yapılmış

• boşluklarım çok büyük / kapı dielektrik çok kalın ve kaynak ve drenaj çok uzak

• malzemelerim yeterince saf değil ve bu nedenle beklenen özellikleri göstermiyor

• Gümüşün n-tipi bir katkı maddesi olarak kullanıldığını gördüm ve çinko oksit katmanımın n-tipi olmasını beklediğim için p-tipi bir katkı maddesi gerekli

• Taklit etmeye çalıştığım deney tel tutkal kullanıyor, herhangi bir iletken tutkalın çalışması gerektiği ifadesinden başka malzemenin ne olduğu hakkında çok az açıklama var. Tel tutkalım, kullandığım iletken kalem gibi öğütülmüş karbon bazlı. Karbon n veya p tipi ise herhangi bir bilgi bulamadım. belki karbon da kullanılamaz. https://www.andaquartergetsyoucoffee.com/wp/wp-content/uploads/2009/05/zinc-oxide-experiments-i.pdf

• Kaynağım 30 voltta maksimum olduğu için kapıya yeterli voltaj uygulayamıyorum.

• kablolarım yanlış

Buradaki kusurların muhtemelen bu alanda deneyimi olan herkese işaret etmesi basit olduğunu düşünüyorum. Herhangi bir ipucu ve fikir çok takdir edilecektir. Çalışan bir cihaza yakın bir yerde olup olmadığımı merak ediyorum.

ZnO arka kapı için çok kalın

1 mm tahmini ZnO kalınlığınız göz önüne alındığında, çizdiğiniz enine kesite sahip bir cihaz çalışırsa şaşırırdım. Yük taşıyıcılarını ZnO'nun karşı tarafında etkilemeniz gerekir. Normal elektronik cihazlar için kullanılan tipik bir silikon gofretin kalınlığının yaklaşık 0.4-0.8 mm kalınlığında olduğunu ve ilginç olan her şeyin üst ~% 1'de gerçekleştiğini unutmayın.

Olası pişirme sorunu

Ayrıca, başvurduğunuz kağıt kadar para yatırdıktan sonra neredeyse bir fırında yoğun bir şey yapmadığınız anlaşılıyor. Bir fırında 15 dakika boyunca sadece 100F yaptığınızda, sıcak bir plaka üzerinde 30 dakika boyunca 540C yaptıkları görülüyor. Sıcaklıktaki bariz farklılıkların yanı sıra, bir fırındaki bir fırının genellikle aynı etkiyi elde etmek için sıcak bir plakadaki fırından önemli ölçüde daha uzun olması gerekir.

Negatif kapı sapması

Açıklamanızdan, kaynağa göre negatif bir geçit voltajı uyguladığınız anlaşılıyor. Olumlu bir kapı sapması denediniz mi? Kağıt, MOSFET'in pozitif bir kapı sapması ile yürütüldüğünü ve negatif bir sapmada biraz daha az (yaklaşık% 3 daha az) yürüttüğünü gösteriyor gibi görünüyordu. Kullandıkça daha ince bir kapı dielektrik ile, akımda daha güçlü bir değişiklik görmeyi beklerdim.

Denenecek diğer şeyler

Yine de tasarımın geri kalanında yanlış bir şey görmüyorum. Üstte kapı ile benzer bir cihaz yaptıysanız, çalışma şansının makul olacağını umuyorum. Ancak, bunu yapmak işleminiz için önemsiz değildir.

Alternatif olarak daha ince bir ZnO katmanı yapmaya çalışabilirsiniz. Çözücülerde çözündürülmüş malzemelerin çökeltilmesi için yarı iletken imalatında yaygın bir yöntem "döner döküm" dür. Alt tabakanızın ortasına bir miktar malzeme koyun ve 30-120 sn boyunca 500-10000 RPM'de (istenen kalınlığa bağlı olarak) döndürün. Bunu bir fırında takip edin. Bunun IPA'daki ZnO ile ne kadar iyi çalışacağını bilmiyorum, ancak etrafta yatan yedek bir blenderınız varsa, muhtemelen bu amaç için uyarlayabilirsiniz. İyi sonuçlar almak için ZnO: IPA oranınızla da oynamanız gerekebilir. Bu şekilde biriktirilen bir ZnO filminin ne kadar kalın olduğundan sürekli olarak emin olmak için konuşamam. Gönderinizi tekrar okuduktan sonra, bunu zaten bir PC kasası fanıyla yapıyormuşsunuz gibi görünüyor. Belki daha ince bir film elde etmek için ZnO'nuzu daha fazla seyreltmeyi deneyin,

Başka bir seçenek, ZnO'nun sürekli olduğunu ve akım iletebileceğini kanıtlamak için ZnO'da bir fotodirenç oluşturmaya / ölçmeye çalışmaktır. Hızlı bir aramadan ZnO, 3.3 eV'lik doğrudan bant boşluğuna sahiptir, yani fotokondüktansı görmek için yaklaşık 375 nm veya daha kısa dalga boyuna sahip ışığa ihtiyacınız olacaktır. Bu, görünür ve UV ışığı arasındaki kenardadır. Bu işleri biraz daha zorlaştırır, ancak kağıt foto iletkenliğin gözlendiğini gösterdi, bu nedenle muhtemelen bu sonuçları çoğaltabileceksiniz. Yapmaya çalıştığınız MOSFET'lerden çok daha basit bir cihaz. Aslında, çizdiğiniz kesit zaten çalışmalıdır. Bulabileceğiniz en parlak UV ışık kaynağıyla numunenizi üstten aydınlatın (güneş oldukça parlak bir UV ışık kaynağıdır). Cihazınıza bir voltaj uygulayın ve akımı ölçün (veya multimetre üzerindeki direnç ayarını kullanın). ZnO'nun geniş bant boşluğu nedeniyle, kağıdın gözlendiği gibi, ışığı çıkardıktan sonra iletkenliğin "karanlık" değere düşmesi biraz zaman alabilir. Yine de, bu noktada, bir akımı ölçmekten mutluluk duyacağınıza eminim.

Bir "FET" fonksiyonu yapmak için 6 başarıya ihtiyacınız vardır 1) bir kanal 2) kaynak ve boşaltma bölgeleri 3) (2) ila (1) 4) bir geçit 5) düşük yüzey yoğunluğu yoğunluğu kapı-kanal arayüzü 6) kanalın üst kısmını tersine çevirmek için kapı üzerinde yeterli voltaj olduğundan, (1) ve (2) dirençli bir yol olarak işlev görecektir.

Lütfen bu 6 gereksinime karşı nazik olun; ailem cihaz fizikçisi değildi.