बेसिक इलेक्ट्रॉनिक्स में आपका स्वागत है।
 मैं महेश पाटिल हूं, और मैं आईआईटी(IIT) बॉम्बे में पढ़ा रहा हूं।
 यह कोर्स बेसिक इलेक्ट्रॉनिक्स के बारे में है लेकिन इलेक्ट्रॉनिक्स से शुरू करने से पहले, हम सीखने की प्रक्रिया के बारे में कुछ टिप्पणियां करते हैं।
 इस प्रक्रिया में तीन घटक शामिल हैं: पहला घटक शिक्षक है जिसे पाठ्यक्रम प्रणाली को व्यवस्थित और तार्किक तरीके से प्रस्तुत करने की आवश्यकता होती है।
 और हम शिक्षक को 25 प्रतिशत वेटेज असाइन(Assign) कर सकते हैं।
 अगला आता है, वीडियो व्याख्यान, पाठ्यपुस्तक और इंटरनेट संसाधन जैसी पाठ्यक्रम सामग्री, हम इस हिस्से में 25 प्रतिशत असाइन(Assign) कर सकते हैं।
 हमारे पास अभी भी 50 प्रतिशत शेष है और इसे छात्र के प्रयासों को सौंपा जाना चाहिए।
 सीखने की प्रक्रिया में छात्र की भागीदारी महत्वपूर्ण है; यदि छात्र एक रिकॉर्ड किए गए व्याख्यान से सीख रहा है, तो यह जानना महत्वपूर्ण है कि यह फिल्म या टीवी धारावाहिक देखने से बहुत अलग है।
 अगर कुछ स्पष्ट नहीं है, तो आपको वीडियो को रोकना होगा, फिर व्याख्यान के उस हिस्से को दोबारा देखना होगा, चीजों को पेन और पेपर के साथ स्वयं काम करना होगा और फिर रिकॉर्ड किए गए व्याख्यान के साथ जारी रखें।
 सीखने का एक शानदार तरीका रिकॉर्ड किए गए व्याख्यान के आधार पर अपने स्वयं के नोट तैयार करना है और अन्य इनपुट हो सकते हैं जो निश्चित रूप से कठिन अवधारणाओं को स्पष्ट करने में मदद करेंगे।
 इस विशिष्ट पाठ्यक्रम के लिए, हम इस पाठ्यक्रम में एनालॉग(Analog) और डिजिटल डोमेन(domain) दोनों में कई उपयोगी इलेक्ट्रॉनिक सर्किट शामिल करेंगे।
 और हमारा जोर हमेशा मार्ग सीखने की बजाय मौलिक अवधारणाओं को समझने पर होगा।
 तो, उस परिचय के साथ, आइए शुरू करें।
 बुनियादी इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ शुरू करने से पहले, इलेक्ट्रॉनिक्स के ऐतिहासिक संभावित विकास को विकसित करना एक अच्छा विचार है, देखें कि चीजें कैसे विकसित की जाती हैं और इसी तरह।
 और हमें यह शुरू करने से पहले उल्लेख करना चाहिए कि जिन छवियों को हम देखने जा रहे हैं उन्हें इंटरनेट से लिया गया है।
 तो, चलिए वैक्यूम(Vacuum) ट्यूबों (tubes) के साथ वास्तव में इलेक्ट्रॉनिक्स शुरू कर दें क्योंकि उन दिनों में उन्हें अर्धचालक(semiconductor) डिवाइस और सबसे सरल वैक्यूम(Vacuum) ट्यूब पता था, यहां दिखाया गया डायोड का आविष्कार जॉन फ्लेमिंग(John Fleming) ने 1904 में किया था।
 इसलिए, इस डिवाइस में कैथोड(cathode) है जो फिलामेंट है और एक प्लेट (Plate )है, प्लेट (Plate ) एक सकारात्मक क्षमता के साथ है और कैथोड इस फिलामेंट(filament) आपूर्ति के साथ गरम किया जाता है, ताकि यह इलेक्ट्रॉनों को उत्सर्जित कर सके।
 ये इलेक्ट्रॉन प्लेट (Plate) को आकर्षित करते हैं और इसी तरह बाहरी सर्किट में धारा(CURRENT) प्रवाह है।
 और यदि यह वोल्टेज नकारात्मक बना दिया गया है तो वस्तुतः कोई धारा(CURRENT) नहीं है।
 इसलिए, यह डिवाइस धारा(CURRENT) प्रवाह को एक दिशा में अनुमति देता है, लेकिन दूसरी दिशा में धारा(CURRENT) प्रवाह को अवरुद्ध करता है, इस प्रकार यह डायोड काम करता है।
 1907 में, दे फॉरेस्ट(De Forest) ने कैथोड और एनोड के बीच तीसरे इलेक्ट्रोड डालने से त्रिभुज का आविष्कार किया।
 यहां योजनाबद्ध आरेख है और यह ग्रिड नामक तीसरा इलेक्ट्रोड है।
 जिस तरह से यह डिवाइस काम करता है वह यह है कि कैथोड इलेक्ट्रोड को उत्सर्जित करता है जैसा कि I डायोड में किया था, और प्लेट सकारात्मक पक्षपातपूर्ण है।
 इसलिए, कैथोड द्वारा उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन प्लेट को आकर्षित करते हैं और इस तरह हमारे पास एक प्लेट चालू होता है।
 अब, ग्रिड इलेक्ट्रोड नकारात्मक वोल्टेज के साथ पक्षपातपूर्ण है, और इसलिए यह इन इलेक्ट्रॉनों को दोहराता है, और इसलिए प्लेट प्रवाह में कमी का कारण बनता है।
 वोल्ट्स में प्लेट क्षमता बनाम मिली एम्प्स(milli amps) में प्लेट प्रवाह की एक प्लाट यहां दी गई है।
 और देखें कि ये वोल्टेज 300 वोल्ट कितने उच्च हैं।
 आइए एक निश्चित वोल्टेज लें, हम 200 वोल्ट कहें।
 0 के बराबर V ग्रिड के लिए, हमारे पास V ग्रिड के लिए बहुत कम धारा(CURRENT) माइनस से बराबर है, धारा(CURRENT) में छोटा है; माइनस से चार अभी भी छोटे और इतने पर।
 तो, यह आंकड़ा प्लेट प्रवाह पर स्पष्ट रूप से V ग्रिड के नियंत्रण को दिखाता है।
 असली संरचना इस तरह दिखती है।
 हमारे पास वैक्यूम(Vacuum) के नीचे एक ग्लास ट्यूब है, यह बाहरी सिलेंडर एनोड है; उसके बाद, लाल संरचना नियंत्रण ग्रिड है और अंदर कैथोड है।
 इसलिए, कैथोड इलेक्ट्रॉनों को उत्सर्जित करता है जो इसे एनोड में बनाते हैं और नियंत्रण ग्रिड पर नकारात्मक क्षमता के कारण कुछ इलेक्ट्रॉनों को पीछे हटना पड़ता है, इस तरह नियंत्रण ग्रिड धारा(CURRENT) को नियंत्रित करता है।
 और इन सभी टर्मिनलों को नीचे की तरफ लाया जाता है।
 और यहां एक वास्तविक तस्वीर है जो विभिन्न प्रकार के ट्यूब दिखाती है।
 तीन से अधिक इलेक्ट्रोड वाले ट्यूब हैं, और वे काफी जटिल हो जाते हैं, लेकिन मोटे तौर पर हम देख सकते हैं कि एक ग्लास ट्यूब है, और हम यह भी देखते हैं कि वे बड़े हैं, उदाहरण के लिए ये आयाम 5 सेंटीमीटर की तरह कुछ हो सकता है।
 तो, यह आकार वैक्यूम(Vacuum) ट्यूबों के साथ एक कॉलम है, वे निश्चित रूप से अर्धचालक बनाने में आधुनिकों की तुलना में बहुत बड़ी तुलना करते हैं।
 इस तस्वीर में दूसरी समस्या देखी जा सकती है।
 और ये वैक्यूम(Vacuum) ट्यूब जब वे एक प्रकाश बल्ब की तरह चमकते हैं और हम देख सकते हैं कि इस तस्वीर में और वैक्यूम(Vacuum) ट्यूबों के साथ दूसरी समस्या यह है कि वे बहुत अधिक शक्ति का उपभोग करते हैं।
 वैक्यूम(Vacuum) ट्यूबों से बने ऑडियो एम्पलीफायर का एक सर्किट आरेख यहां दिया गया है।
 ये ट्यूब यहां हैं जो स्पीकर हैं जो वहां ट्रांसफॉर्मर हैं।
 और इस सर्किट आरेख में हमें वास्तव में क्या ध्यान देना चाहिए यह हिस्सा 300 वोल्ट है जो बहुत अधिक वोल्टेज है; और आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में हमारे पास इस तरह के बड़े वोल्टेज नहीं हैं, हमारे पास शायद 10 वोल्ट या 15 वोल्ट हैं, लेकिन निश्चित रूप से 100 वोल्ट नहीं हैं।
 यहां वैक्यूम(Vacuum) ट्यूबों के साथ निर्मित एनिऐक(ENIAC) कंप्यूटर नामक एक और पहले कंप्यूटर की कुछ तस्वीरें दी गई हैं; हम 1946 के बारे में बात कर रहे हैं, इसलिए वे उस समय कोई अर्धचालक उपकरण नहीं थे।
 इस तस्वीर में वैक्यूम(Vacuum) ट्यूब नहीं देखे जाते हैं, लेकिन वे इन पैनलों के पीछे हो सकते हैं।
 यह पूरा कमरा एक एकल कंप्यूटर है, और यह एक ही कंप्यूटर का एक और दृश्य है।
 और इन लोगों को हम यहां देखते हैं वे शायद उन समय के कंप्यूटर इंजीनियर या कंप्यूटर प्रोग्रामर(programer)हैं।
 आइए अब एनिऐक(ENIAC) कंप्यूटर के बारे में कुछ तथ्यों और आंकड़े देखें।
 और इस विषय पर इंटरनेट पर बहुत सारी जानकारी है, और आपको इसे वास्तव में देखना चाहिए।
 यहां हम कुछ अन्य बिंदुओं को देखेंगे।
 इसे प्रेस द्वारा विशालकाय मस्तिष्क के रूप में घोषित किया गया था।
 और विशालकाय मस्तिष्क की तुलना उन दिनों के इलेक्ट्रो-मैकेनिकल(Electro-mechanical) कंप्यूटर से की गई थी।
 यह कंप्यूटर एक हजार गुना तेज था।
 इसमें 17,000 वैक्यूम(Vacuum) ट्यूब, कुछ 6,000 मैनुअल स्विच(manual switches) और लगभग 5 मिलियन हाथ-जोड़(hand-soldered) जोड़(joints) थे।
 यह निश्चित रूप से बुरी खबर थी, क्योंकि प्रत्येक हाथ के साथ संयुक्त कंप्यूटर की विश्वसनीयता पूरी तरह से नीचे जाती है।
 इसने 150 किलो वाटों का उपभोग किया जो कि बड़ी मात्रा में बिजली है।
 आईबीएम(IBM) कार्ड रीडर से इनपुट संभव था और प्रत्येक कार्ड एक कार्यक्रम का एक बयान था; इसकी घड़ी आवृत्ति 100 किलोहर्ट्ज(kilohertz) थी।
 और तुलना के लिए हमारे आधुनिक कंप्यूटरों में 2 गीगाहर्ट्ज(gigahertz) या 3 गीगाहर्ट्ज(gigahertz) की घड़ी आवृत्ति होती है।
 तो, आप यह पता लगा सकते हैं कि आज के कंप्यूटर कितनी तेजी से हैं।
 कई ट्यूब लगभग हर दिन जला दिया जाता है, और इन सोल्डरिंग जोड़ों में भी समस्याएं होती हैं; कंप्यूटर को आधे समय तक गैर-कार्यात्मक छोड़ना।
 तो इस कारण से कंप्यूटर लगातार इस्तेमाल नहीं किया जा सका।
 और कंप्यूटर ने क्या किया, इसे लूप, शाखाओं और सबराउटिन सहित संचालन के जटिल अनुक्रमों को करने के लिए प्रोग्राम(program) किया जा सकता है।
 कार्यक्रम पर कागज के बारे में पता लगाने के बाद, कार्यक्रम को एनिऐक(ENIAC) में अपने स्विच और केबल्स में हेरफेर करके दिन लग सकता है।
 आज हमारे पास एक प्रोग्राम(program) है, हम इसे अपने कीबोर्ड के साथ ही कुंजी कर सकते हैं, लेकिन उन दिनों में यह संभव नहीं था।
 समस्या लेने और मशीन पर मैप करने का कार्य जटिल था और आमतौर पर सप्ताह लगते थे जो बहुत लंबा समय होता है।
 यह बिंदु बहुत दिलचस्प है कि प्रोग्रामर ने खराब जोड़ों और बुरी ट्यूबों को खोजने के लिए भारी संरचना के अंदर क्रॉल करके समस्याओं को डीबग किया।
 वास्तव में कोई अन्य विकल्प नहीं था, इसलिए उन्हें ऐसा करना है।
 पहली टेस्ट समस्या में हाइड्रोजन बम के लिए गणना शामिल थी।
 तो, इस कंप्यूटर के बारे में कुछ तथ्यों और आंकड़े यहां दिए गए हैं, लेकिन आपको वास्तव में इंटरनेट देखना चाहिए और वहां पर बहुत सारी जानकारी है।
 एनिऐक(ENIAC) कंप्यूटर के बारे में एक और दिलचस्प तस्वीर; ये महिलाएं शायद कंप्यूटर ऑपरेटर हैं, वह अपने हाथ में एक प्रोग्राम(program) लिस्टिंग(Listing) ले रही है, वह इस दूसरे व्यक्ति को देने के लिए कुछ केबल भी ले रही है।
 अब, यह व्यक्ति जो बैठा है वह वास्तव में स्विच(switch) की स्थिति बदल रहा है और इस स्टैंडिंग(standing) महिला से प्राप्त केबलों(cables) के साथ कनेक्शन बना रहा है।
 तो, अब हम पहले ट्रांजिस्टर के बारे में बात करते हैं।
 और इसे पहली जगह क्यों जरूरी था, वैक्यूम(Vacuum) ट्यूब एक भारी और नाजुक उपकरण था जिसने एक महत्वपूर्ण शक्ति का उपभोग किया था।
 इसलिए, अमेरिकी सरकार विशेष रूप से रक्षा विभाग वैक्यूम(Vacuum) ट्यूब के लिए एक ठोस स्टेट(state) विकल्प की तलाश में था।
 और यह नौकरी घंटी प्रयोगशालाओं में डॉ. शोक्ली(Doctor Shockley) को दी गई थी, यह व्यक्ति यहां बैठा है।
 1947 में, शोक्ली(Shockley),बार्डिन(Bardeen) औरब्रैट्टैन(Brattain), यह शोक्ली(Shockley) है, यह बार्डिन(Bardeen) है जो बेल(Bell) प्रयोगशालाओं में ब्रैट्टैन(Brattain) ने पहले ट्रांजिस्टर का आविष्कार किया था।
 यह पहला ट्रांजिस्टर की तस्वीर है, और यह इसके योजनाबद्ध आरेख को दिखाता है।
 तो, यह त्रिकोण जो हम यहां देखते हैं वह वास्तव में प्लास्टिक का एक टुकड़ा है, और दोनों तरफ हमारे पास सोने का पन्नी है, एक उत्सर्जक है और दूसरा कलेक्टर(collector) है।
 और इस पूरे ढांचे को इस अर्धचालक पर उन दिनों में दबाया जाता है, यह जर्मेनियम था, और इस तरह इस उत्सर्जक और जर्मेनियम और इस कलेक्टर(collector) और इस जर्मेनियम के बीच भी एक बिंदु संपर्क बनाया गया था।
 इस अर्धचालक को आधार कहा जाता था और इसी तरह, हमारे पास यह उत्सर्जक, आधार संग्राहक ट्रांजिस्टर संरचना है।
 आधुनिक ट्रांजिस्टर बहुत अलग दिखता है।
 यहां एक पैक किया गया डिवाइस है और अंदर एक अर्धचालक टुकड़ा है जिसमें सभी तीन उत्सर्जक, आधार और संग्राहक हैं।
 इसलिए, एमिटर(emitter)-बेस और बेस-कलेक्टर(collector) जंक्शन सभी एक ही अर्धचालक(semiconductor) में हैं और इसे मोनोलिथिक(monolithic) कहा जाता है।
 आइए अब अर्धचालक प्रौद्योगिकी के बारे में बात करें और देखें कि यह एक समय कैसे विकसित होता है।
 द्विध्रुवी(bipolar) ट्रांजिस्टर, जो वैक्यूम(Vacuum) 1947 का आविष्कार करने वाला पहला ट्रांजिस्टर था; असतत उपकरण के रूप में और ICs, ऐसे ओप-एएमपीएस(op-amps) एकीकृत एकीकृत सर्किट के हिस्से के रूप में एक महत्वपूर्ण उपकरण है।
 हालांकि, प्रोसेसर और मेमोरी जैसे डिजिटल सर्किट में, धातु ऑक्साइड(Oxide) अर्धचालक क्षेत्र-प्रभाव ट्रांजिस्टर एमओएस(MOS) वास्तव में कई मील से द्विध्रुवीय ट्रांजिस्टर को पार कर गया है।
 उच्च एकीकरण घनत्व और कम बिजली की खपत के कारण एमओएस(MOS) प्रौद्योगिकी प्रदान करता है।
 यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि एमओएस(MOS) ट्रांजिस्टर के पीछे विचार वास्तव में 1930 में भेजता है जो कि 1947 में द्विध्रुवीय(bipolar) ट्रांजिस्टर का आविष्कार करने से पहले था।
 और 1930 में, लिलिएनफेल्ड(Lilienfeld) ने फील्ड-प्रभाव ट्रांजिस्टर के लिए पेटेंट(Patent) दायर किया जो एमओएस(MOS) ट्रांजिस्टर के लिए आधार बनाता है।
 लेकिन एमओएस(MOS) प्रौद्योगिकी परिपक्व होने में कई सालों लगे, और इसलिए, द्विध्रुवीय(bipolar) प्रौद्योगिकी के साथ ICs बाजार में पहली बार आईओएस(IOS) प्रौद्योगिकी में ICs के बाद आया।
 पहला एमओएस(MOS) IC 1964 में था और यह एक शिफ्ट प्रतिरोधी था।
 1958 में, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट में जैक किल्बी(Jack Kilby) ने पहला एकीकृत सर्किट प्रदर्शित किया जिसमें द्विध्रुवीय(bipolar) ट्रांजिस्टर और प्रतिरोधक और कैपेसिटर(capacitor) शामिल थे जो जर्मेनियम के एक टुकड़े पर बने थे।
 तो, यह एक बड़ा ब्रेक था।
 और उसी समय के आसपास निष्पक्ष बच्चे का रोबोट शोर भी उसी अर्धचालक टुकड़े पर कुछ चीजों को एकीकृत करने के इस विचार को समझ रहे थे;और वह विशेष रूप से धातुकरण से संबंधित कुछ सुधारों के साथ आया।
 तो, यह काम समानांतर में कम या कम किया गया था।
 और बाकी इतिहास है और हम करेंगे उस का एक हिस्सा देखें।
 अगली कुछ स्लाइडों में, हम अर्धचालक(semiconductor) तकनीक की झलक पाने का प्रयास करेंगे।
 ये निश्चित रूप से एक विशाल विषय है और लोगों के पास इस विषय पर एक सेमेस्टर लंबे पाठ्यक्रम हैं, लेकिन हम केवल एक विचार पाने के लिए एक त्वरित रूप से देखेंगे।
 शुरुआती बिंदु एक सिलिकॉन(Silicon) वेफर(wafer) है और इसका व्यास 30 सेंटीमीटर या 1 फुट की तरह कुछ है, जो काफी बड़ा है और यह अपेक्षाकृत पतला है; इसकी मोटाई 1 मिलीमीटर से कम है।
 और बहुत परिष्कृत उपकरणों का उपयोग करके प्रसंस्करण चरणों की एक श्रृंखला के माध्यम से जाने के बाद, यह वही है जो इस तरह दिखता है शीर्ष दृश्य है।
 इसमें कुछ पैटर्न है; और उदाहरण के लिए इन आयतों में से प्रत्येक, यह एक चिप है।
 अब, चिप(chip) एक डायोड या एक ट्रांजिस्टर जितना आसान हो सकता है या यह 10 मिलियन ट्रांजिस्टर या 100 मिलियन ट्रांजिस्टर के साथ एक माइक्रोप्रोसेसर(Microprocessor) के रूप में जटिल हो सकता है।
 चिप्स एक-दूसरे से अलग होते हैं और प्रत्येक चिप को इस तरह के पैकेज में रखा जाता है, इस पैकेज को डुबकी पैकेज कहा जाता है, लेकिन आज हमारे पास बहुत परिष्कृत पैकेज हैं जिनके साथ पिन की बड़ी संख्या भी है।
 अब, इस चिप को इन छोटे वर्गों को यहां मिला है, जिन्हें धातु पैड कहा जाता है, और वे आंतरिक रूप से उपकरणों, ट्रांजिस्टर या चिप(chip) पर जो कुछ भी जुड़े होते हैं।
 इस धातु पैड(pad) से, हमारे पास आईसी(IC) के पिनों से बंधे धातु के तार होते हैं, जो इस तरह दिखते हैं।
 अंतिम उपयोगकर्ता के रूप में यह पैकेज हम देखते हैं, लेकिन आपको याद रखना चाहिए कि बड़ी संख्या में प्रयास, समय और निश्चित रूप से, धन इस चिप के डिजाइन और निर्माण में जाता है।
 इस प्रक्रिया के सभी प्रक्रियाओं के खत्म होने के बाद इस वेफर का क्रॉस सेक्शन ऐसा लगता है।
 और यहां कई छोटे क्षेत्रों को देखें, हमारे पास एन-टाइप(n-type) डोपिंग है, हमारे पास पी-टाइप(p-type) डोपिंग(doping) है और इसी तरह।
 और हम इसका एक हिस्सा देखेंगे कि यह कैसे किया जाता है और यह ध्यान देने योग्य बात यह है कि यह संपूर्ण संरचना तथाकथित सक्रिय डिवाइस केवल वेफर(wafer) के शीर्ष पर एक बहुत ही छोटे क्षेत्र तक ही सीमित है जो केवल 10 माइक्रोन हो सकती है मोटाई में और शेष वेफर(wafer) बस इस पूरे शीर्ष परत का समर्थन करने के लिए है।
 प्रसंस्करण चरणों खत्म होने के बाद सिलिकॉन(Silicon) वेफर(wafer) की तस्वीर यहां दी गई है।
 और हम यहां इन आयतों को देख सकते हैं; उनमें से प्रत्येक एक चिप(chip) होने जा रहा है।
 और ध्यान दें कि यह कितना चमकदार है, हम इन व्यक्तियों के प्रतिबिंब को यहां देख सकते हैं, और ऐसा इसलिए है क्योंकि इसे बहुत चिकना परिसज्जन(smooth finish) करने के लिए पॉलिश करने की आवश्यकता है, ताकि प्रसंस्करण पूरा किया जा सके।
 जैसा कि हमने बताया है, वेफर(wafer) प्रोसेसिंग चरणों की एक श्रृंखला के माध्यम से जाता है, वहां एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया होती है जिसे प्रसार कहा जाता है जिसमें वेफर को उच्च तापमान जैसे 900 डिग्री या 1,000 डिग्री गर्म किया जाता है।
 और वेफर की सतह पर एक गैस पारित की जाती है, या तो पी- टाइप(p-type) या एन-टाइप(n-type)।
 तो, यहां एक प्रसार भट्टी है, वे तापमान को नियंत्रित करने के साथ-साथ उस प्रसंस्करण चरण की अवधि को नियंत्रित करने के लिए यहां नियंत्रित हैं, और वेफर(wafer) यहां शुरू हो रहे हैं।
 तो, यह पूरा संकुचन आता है, हम वेफर्स(wafers) शुरू करते हैं और इसे धक्का देते हैं।
 और यहां एक करीबी है।
 तो, वे वेफर(wafer) हैं, भट्ठी में धकेल दिया जाएगा भट्ठी जो भी मिनटों के लिए बंद कर दिया जाएगा और इस तरह यह प्रसार प्रक्रिया होती है।
 चलिए फैब्रिकेशन प्रक्रिया की कुछ और तस्वीरें देखें।
 और ध्यान दें कि हमें कहीं भी अर्धचालक वेफर्स(wafers) नहीं दिखते हैं, वे कहीं भी इस उपकरण के अंदर हैं।
 यहां एक ऑपरेटर है जो एक ऑपरेशन थिएटर में एक शल्य चिकित्सक(surgeon) की तरह दिखता है।
 और इस तरह की चरम सफाई वास्तव में निर्माण प्रक्रिया में आवश्यक है, क्योंकि किसी भी प्रदूषण को उन उपकरणों के लिए पूरी तरह से आपदाएं होती हैं जिन्हें हम बनाने की कोशिश कर रहे हैं।
 उदाहरण के लिए, हमारा शरीर लगातार हमारे ज्ञान के बिना मृत त्वचा कोशिकाओं को बहाल करने पर चला जाता है, और यदि उनमें से कोई भी कोशिकाएं अर्धचालक(semiconductor) वेफर(wafer) पर उतरती हैं, तो कई ट्रांजिस्टर को मारने जा रहा है, और चिप बस काम नहीं करेगा क्योंकि हम चाहते थे ।
 एक और तस्वीर यह व्यक्ति इन वेफर्स(wafer) को एक उपकरण से दूसरे उपकरण में ले जा रहा है।
 प्रत्येक उपकरण में, एक अलग प्रसंस्करण कदम होता है; और इसके सब के अंत में, हमारे पास अंतिम उत्पाद है।
 यहां एक और तस्वीर है फोटो सिलिकॉन(Silicon) वेफर(wafer) दिखता है और आप एक बार फिर देख सकते हैं कि यह बहुत आसान है कि हम इन व्यक्तियों के प्रतिबिंब को यहां देख सकते हैं।
 आइए हम एक बहुत ही सरल फैब्रिकेशन(Fabrication) प्रक्रिया के माध्यम से जाएं, अर्थात् यहां एक पी-एन( p-n) जंक्शन डायोड का निर्माण एन-टाइप(n-type) वेफर का क्रॉस सेक्शन है जिसका मतलब है, यह एक सिलिकॉन(Silicon) वेफर है जिसमें एन-टाइप(n-type) डोपिंग है जैसे फॉस्फोरस।
 यदि पहले वहां दिखाए गए सिलिकॉन(Silicon) डाइऑक्साइड(Dioxide) बढ़ते हैं; इसके बाद हम यहां इस बैंगनी परत के साथ दिखाए गए फोटो प्रतिरोध को लागू करते हैं।
 अब, यह तस्वीर एक सामग्री है, जो प्रकाश के प्रति संवेदनशील है।
 इसके बाद हम काले रंग में दिखाए गए फोटो प्रतिरोध के शीर्ष पर मास्क(mask) लगाते हैं, फिर हम इस पूरी चीज को अल्ट्रा बैंगनी प्रकाश में उजागर करते हैं।
 अब, यहां पर मास्क(mask) में एक खिड़की है।
 तो, प्रकाश गुजरता है और यह हिस्सा उजागर हो जाता है, और यह हिस्सा उजागर नहीं होता है, क्योंकि हमारे पास प्रकाश पर प्रकाश डालने वाला मास्क(mask) है।
 अगला, मास्क(mask) हटा दिया गया है और अब हमारे पास फोटो प्रतिरोध है; फोटो प्रतिरोध का कुछ हिस्सा यूवी(UV) प्रकाश के संपर्क में आया है और बाकी को यूवी(UV) प्रकाश के संपर्क में नहीं लाया गया है।
 अब, हम प्रतिरोध विकसित करते हैं जिसका मतलब है कि हमने एक रसायन में डुबकी दी है जो कि यूवी(UV) प्रकाश के संपर्क में आ गया है, भंग हो जाता है और फोटो प्रतिरोध के अप्रत्याशित हिस्से को पीछे छोड़ देता है।
 इसके बाद एक नक़्क़ाशी कदम होता है जिसमें सिलिकॉन(Silicon) वेफर(wafer) हाइड्रोफ्लोरिक एसिड(Hydrophilic acid) एचएफ(HF) में विसर्जित होता है।
 अब, ऑक्साइड का यह हिस्सा जो खुलासा हुआ है, भंग हो जाता है और यह हिस्सा फोटो प्रतिरोध द्वारा संरक्षित है तो, इस चरण के अंत में, हम जो प्रतिरोध करते हैं वह प्रतिरोध को पट्टी कर देता है जिसका मतलब है, हम किसी अन्य रसायन में वेफर डुबा देते हैं जो इस तस्वीर को दूर करता है, और उसके बाद पी- टाइप(p-type) प्रसार चरण का मतलब है, वेफर है एक उच्च तापमान के लिए गरम किया गया है जैसे हमने कुछ समय पहले एक प्रसार भट्टी में देखा है।
 और बोरॉन गैस बीएच(BH) 3 वेफर(wafer) पर गुजरता है, और इस ऑक्साइड की वजह से कुछ भी नहीं होता है यदि इन क्षेत्रों में, लेकिन जहां कोई ऑक्साइड नहीं है, तो बोरॉन(boron) परमाणु अंदर आते हैं और इससे पी- टाइप(p-type) बन जाता है।
 तो, अब, हमारे पास पी- टाइप(p-type) अर्धचालक है, और हमारा मूल नमूना एन-टाइप(n-type) था।
 तो, हमारे पास एक पी-एन(p-n)जंक्शन है।
 इस मेटालाइजेशन(Metallization) के माध्यम से इसका मतलब है, इस क्षेत्र में एक संपर्क किया जाता है, और इस क्षेत्र में एक और संपर्क किया जाता है, इस प्रकार हमारे पास पी-एन(p-n)जंक्शन डायोड होता है।
 आइए अब एमओएस(MOS) तकनीक के स्केलिंग के बारे में बात करें जो वर्षों से हो रहा है।
 चिप के फीचर आकार को सबसे छोटे परिभाषित आयाम को तोड़ने से एक चिप पर एकीकृत ट्रांजिस्टर को बड़ी संख्या में एकीकृत किया गया है।
 चूंकि इस आकार प्रति ट्रांजिस्टर कम हो जाता है, इसका मतलब यह है कि हम एक ही क्षेत्र में ट्रांजिस्टर की कितनी बड़ी संख्या पैक कर सकते हैं और इस प्रकार प्रति चिप ट्रांजिस्टर की संख्या बढ़ रही है।
 यहां 1970 में कुछ आंकड़े हैं, फीचर आकार 10 माइक्रोन था; 2010 में, यह 0.032 माइक्रोन था, इतना छोटा।
 और यहां फीचर आकार बनाम वर्ष का एक प्लाट(plot) है और ध्यान दें कि यह एक लघुगणक(Logarithmic) पैमाने है।
 तो, 70 के दशक में, हम कुछ माइक्रोन के फीचर आकारों के बारे में बात कर रहे थे; और 2010 में यह 0.1 माइक्रोन से कम है।
 और वर्षों में फीचर आकार में अध्ययन में कमी के परिणामस्वरूप, प्रति चिप ट्रांजिस्टर की संख्या संगत रूप से बढ़ रही है, और यहां एक प्लाट है जो प्रति चिप ट्रांजिस्टर की संख्या है और यह वर्ष है।
 और ध्यान दें कि यह स्केल भी लॉगरिदमिक है।
 यह प्रति चिप हजार ट्रांजिस्टर है, यह दस हजार है, और यह सौ हजार, दस लाख, दस लाख और इसी तरह है।
 1970 के दशक में हम प्रति चिप कुछ हज़ार ट्रांजिस्टर के बारे में बात कर रहे थे।
 और अब 2010 के आसपास हम एक बड़ी संख्या के बारे में बात कर रहे हैं जैसे प्रति चिप 100 मिलियन ट्रांजिस्टर।
 तो, यह वृद्धि वास्तव में बहुत प्रभावशाली(dramatic) है।
 अब इंटेल के गॉर्डन मूर ने 1965 में इस तरह की प्रवृत्ति की भविष्यवाणी की और उनकी भविष्यवाणी यह ​​थी कि ट्रांजिस्टर की संख्या हर दो साल में दोगुना हो जाएगी; और यह भविष्यवाणी वास्तव में कई दशकों में कम या ज्यादा सटीक साबित हुई।
 और यह मूर के कानून के रूप में जाना जाता है।
 अब, अर्धचालक उद्योग में इन सभी घटनाओं का व्यावहारिक निहितार्थ क्या है? 1970 के दशक में, हम शायद प्रति चिप कुछ सौ द्वार के बारे में बात कर रहे थे; और अब उनके पास कार्यक्षमता में काफी वृद्धि हुई है।
 और हम एक चिप पर सिस्टम के बारे में बात कर सकते हैं जो सत्तर के दशक में हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले कार्यों से कहीं अधिक जटिल है।
 आइए 1 लाख ट्यूबों के साथ बने वैक्यूम(Vacuum) ट्यूब कंप्यूटर पर विचार करें।
 और हमें जोर देना चाहिए कि ऐसा कंप्यूटर नहीं बनाया गया है, हम केवल यह जानना चाहते हैं कि यह कैसा दिखता है।
 हम पाते हैं कि कई कठिनाइयां हैं, और देखते हैं कि वे क्या हैं।
 सबसे पहले प्रत्येक वैक्यूम(Vacuum) ट्यूब 5 सेंटीमीटर का क्षेत्र लगभग 5 सेंटीमीटर तक कब्जा कर लेगी।
 और जब आप उस क्षेत्र को 1 मिलियन से गुणा करते हैं, तो यह बहुत बड़ा हो जाता है, यह एक फुटबॉल(Football) क्षेत्र की तरह है।
 दूसरा - प्रत्येक वैक्यूम(Vacuum) ट्यूब खपत 1 वाट की तरह 10 वाट बिजली की तरह कहती है, और इसलिए जब हम इसे 1 मिलियन से गुणा करते हैं तो हम मेगा वाटों की सीमा में कुल शक्ति के बारे में बात कर रहे हैं।
 अब, यह शक्ति जो मेगा वाटों में है, बहुत बड़ी शक्ति गर्मी में बदल जाती है और उसे हटा दिया जाना चाहिए; यदि आप गर्मी को नहीं हटाते हैं तो कंप्यूटर का तापमान बढ़ता रहेगा और अंत में, चीजें पिघल जाएंगी धुआं निकल जाएगी और इसी तरह, हम निश्चित रूप से नहीं चाहते हैं।
 अगला मुद्दा विश्वसनीयता है इस तरह के कंप्यूटर की बहुत कम विश्वसनीयता होगी, क्योंकि इसमें बहुत अधिक मात्रा में वैक्यूम(Vacuum) ट्यूब और सोल्डरिंग(soldering) जोड़ हैं।
 और इसका मतलब यह है कि इस कंप्यूटर को लगातार रखरखाव की आवश्यकता होगी क्योंकि प्रत्येक आधे घंटे या एक घंटे में कुछ ट्यूब या सोल्डरिंग(soldering) संयुक्त खराब हो जायेगा और उसे ठीक करने की आवश्यकता होगी।
 और आखिरकार, अगर यह वास्तव में बनाया गया था तो भी आधुनिक सीपीयू(CPU) की तुलना में गति बहुत कम होगी, परजीवी क्षमताओं और केबलों के अधिष्ठापन के कारण जो हम कनेक्शन के लिए उपयोग करने जा रहे हैं।
 तो, कंप्यूटर यहां जैसा दिखता है और हमें एक बार फिर जोर देना चाहिए कि ऐसा कभी नहीं हुआ है कि किसी ने वास्तव में ऐसा कंप्यूटर नहीं बनाया है।
 यह बड़ा होगा और यह इस तरह की एक इमारत में रखा जाएगा - एक; दूसरा - यह बड़ी मात्रा में बिजली का उपभोग करने जा रहा है और इसलिए, स्टेट(state) बिजली बोर्ड(electricity board) से अलग कनेक्शन प्राप्त करने की आवश्यकता होगी ताकि हमारी बिजली आपूर्ति हो।
 तीसरे ऐसे कंप्यूटर को भारी गर्मी सिंक(sink) की आवश्यकता होगी, और गर्मी की इतनी बड़ी मात्रा को हटाने का एकमात्र व्यावहारिक तरीका पूरे कंप्यूटर को पानी के गिरने में विसर्जित करना है।
 इसलिए, पानी लगातार गर्मी को दूर रखता रहता है।
 और आखिरकार, हमें एक रखरखाव विभाग को एक ही परिसर में स्थित होने की आवश्यकता होगी क्योंकि कुछ ट्यूब या सोल्डरिंग(soldering) संयुक्त असफल रहने जा रहा है और हमें किसी के प्रयास करने की आवश्यकता है।
 इसलिए, हमें इस कंप्यूटर के लिए 24 से 7 सेवा की आवश्यकता है और ऐसा करने का सबसे अच्छा तरीका किसी को स्थान पर लिखना है।
 और अब उस कंप्यूटर की तुलना उस मोबाइल फोन से करें जो आप अपनी जेब या अपने पर्स में लेते हैं।
 तो, इलेक्ट्रॉनिक्स की प्रगति के बारे में यह बहुत कम समीक्षा थी और अब यह मूल बातें पाने और समझने का समय है कि चीजें कैसे काम करती हैं।
 तो, अगली कक्षा में मिलते हैं।