P–n junction isolation
પી-એન જંકશન અલગતા એ એક પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ વિદ્યુત રીતે ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકોને અલગ કરવા માટે થાય છે, જેમ કે ટ્રાન્ઝિસ્ટર, ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ (આઇસી) પર, ઘટકોને રિવર્સ બાયસ્ડ પી-એન જંકશન સાથે ઘેરીને. પરિચય આઈ. સી. પર ટ્રાન્ઝિસ્ટર, રેઝિસ્ટર, કેપેસિટર અથવા અન્ય ઘટકને સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી સાથે આસપાસ રાખીને, જે સબસ્ટ્રેટ ડોપન્ટની વિરુદ્ધ પ્રજાતિનો ઉપયોગ કરીને ડોપ કરવામાં આવે છે, અને આ આસપાસના ઘટકને વોલ્ટેજ સાથે જોડીને જે પી. એન. જંકશનને રિવર્સ-બાયસ કરે છે જે રચાય છે, તે પ્રદેશ બનાવવો શક્ય છે જે ઘટકની આસપાસ વિદ્યુત રીતે અલગ "કૂવો" બનાવે છે. ઓપરેશન ધારો કે સેમિકન્ડક્ટર વેફર પી-પ્રકારની સામગ્રી છે. એમ પણ ધારો કે એન-પ્રકારની સામગ્રીની વીંટી ટ્રાન્ઝિસ્ટરની આસપાસ મૂકવામાં આવે છે, અને ટ્રાન્ઝિસ્ટરની નીચે મૂકવામાં આવે છે. જો એન-પ્રકારની રીંગની અંદર પી-પ્રકારની સામગ્રી હવે વીજ પુરવઠાના નકારાત્મક ટર્મિનલ સાથે જોડાયેલી હોય અને એન-પ્રકારની રીંગ હકારાત્મક ટર્મિનલ સાથે જોડાયેલી હોય, તો પી-પ્રકારની પ્રદેશમાં 'છિદ્રો' પી-એન જંકશનથી દૂર ખેંચાય છે, જેના કારણે બિન-વાહક અવક્ષય ક્ષેત્રની પહોળાઈ વધે છે. એ જ રીતે, કારણ કે એન-પ્રકારનો પ્રદેશ પોઝિટિવ ટર્મિનલ સાથે જોડાયેલ છે, તેથી ઇલેક્ટ્રોન પણ જંક્શનથી દૂર ખેંચાઈ જશે. આ અસરકારક રીતે સંભવિત અવરોધમાં વધારો કરે છે અને ચાર્જ વાહકોના પ્રવાહ સામે વિદ્યુત પ્રતિકારમાં ઘણો વધારો કરે છે. આ કારણોસર જંક્શનમાં કોઈ (અથવા ન્યૂનતમ) વિદ્યુત પ્રવાહ રહેશે નહીં. પી-એન મટિરિયલના જંક્શનની મધ્યમાં, રિવર્સ વોલ્ટેજને બંધ કરવા માટે એક અવક્ષય ક્ષેત્ર બનાવવામાં આવે છે. અવક્ષય ક્ષેત્રની પહોળાઈ વધુ વોલ્ટેજ સાથે મોટી થાય છે. જેમ જેમ વિપરીત વોલ્ટેજ વધે છે તેમ તેમ વિદ્યુત ક્ષેત્ર વધે છે. જ્યારે વિદ્યુત ક્ષેત્ર નિર્ણાયક સ્તરથી આગળ વધે છે, ત્યારે જંકશન તૂટી જાય છે અને હિમપ્રપાતના ભંગાણ દ્વારા પ્રવાહ વહેવાનું શરૂ થાય છે. તેથી, સર્કિટ વોલ્ટેજ બ્રેકડાઉન વોલ્ટેજ કરતાં વધી ન જાય અથવા વિદ્યુત અલગતા બંધ ન થાય તેની કાળજી લેવી આવશ્યક છે. સાયન્ટિફિક અમેરિકન, સપ્ટેમ્બર 1977માં પ્રકાશિત થયેલા "માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ" નામના લેખમાં, વોલ્યુમ 23, નંબર 3, પીપી. 63-9, રોબર્ટ નોયસે લખ્યુંઃ "સંકલિત સર્કિટ, જેમ કે અમે 1959 માં ફેરચાઇલ્ડ સેમિકન્ડક્ટર ખાતે તેની કલ્પના અને વિકાસ કર્યો હતો, તે ટ્રાન્ઝિસ્ટર અને અન્ય સર્કિટ તત્વોને ભૌતિક રીતે નહીં પણ વિદ્યુત રીતે અલગ કરે છે અને એકબીજા સાથે જોડાય છે. વિભાજન પી. એન. ડાયોડ અથવા રેક્ટિફાયર્સ રજૂ કરીને પૂર્ણ થાય છે, જે વર્તમાનને માત્ર એક જ દિશામાં વહેવા દે છે. આ તકનીકની પેટન્ટ કર્ટ લેહોવેક દ્વારા સ્પ્રેગ ઇલેક્ટ્રિક કંપનીમાં કરવામાં આવી હતી. સ્પ્રેગ ઇલેક્ટ્રિક કંપનીના એન્જિનિયર કર્ટ લેહોવેકે 1959માં પી. એન. જંકશન આઇસોલેશન માટે અરજી કરી હતી અને 1962માં તેને પેટન્ટ આપવામાં આવી હતી. તેમણે (સેમિકન્ડક્ટર મેમરી સેલ્સ પરના તેમના પ્રવચનો દરમિયાન) કહ્યું હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું છે કે "મને તેમાંથી [પેટન્ટમાંથી] ક્યારેય એક રૂપિયો મળ્યો નથી". જો કે, આઈ. ટી. હિસ્ટ્રી જણાવે છે કે તેમને કદાચ ઇતિહાસની સૌથી મહત્વપૂર્ણ શોધ માટે ઓછામાં ઓછા એક ડોલર (પ્રો ફોર્મા) ચૂકવવામાં આવ્યા હતા, કારણ કે તે એલઇડી અને સૌર કોષની શોધમાં પણ મહત્વનો ભાગ ભજવ્યો હતો, જે બંનેમાં લાઉ વાઈ શિંગ કહે છે કે લેહોવેકે પણ સંશોધનની પહેલ કરી હતી. જ્યારે રોબર્ટ નોયસે 1959માં મોનોલિથિક ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટની શોધ કરી, ત્યારે પી. એન. જંકશન અલગતાનો તેમનો વિચાર હોર્નીની સમતલીય પ્રક્રિયા પર આધારિત હતો. 1976માં, નોયસે જણાવ્યું હતું કે, જાન્યુઆરી 1959માં, તેઓ લેહોવેકના કાર્ય વિશે જાણતા ન હતા. એલ. ઓ. સી. ઓ. એસ. છીછરા ખાઈ અલગતા સંદર્ભો સેમિકન્ડક્ટર માળખાં સંકલિત સર્કિટ્સ ચેક શોધો પણ જુઓ.