Skip to contentஉள்ளடக்கத்துக்குச் செல்අන්තර්ගතයට යන්න
STEM Cloud · Physics

G.C.E. O/L Physics · Grade 11

Electronicsமின்னணுவியல்ඉලෙක්ට්‍රොනික විද්‍යාව

மின்னணுவியல்ඉලෙක්ට්‍රොනික විද්‍යාව

Diodes, rectification, transistors as switches and amplifiers, and logic gate basics. This page is a free preview of the STEM Cloud lesson for Grade 11 G.C.E. Ordinary Level Physics in Sri Lanka: the key points, the formulas, a worked example and a short quiz, taken from the lesson itself.

Unlock the full lesson Enrol on WhatsApp

What you will learn

  • Conductors, insulators and semiconductorsகடத்திகள், காவலிகள், குறை கடத்திகள்සන්නායක, පරිවාරක සහ අර්ධ සන්නායක
  • Doping: n-type and p-type semiconductorsமாசூட்டல்: n-வகை, p-வகை குறை கடத்திகள்මාත්‍රණය: n-වර්ග සහ p-වර්ග අර්ධ සන්නායක
  • The p-n junction and the diodep-n சந்தியும் இருவாயியும்p-n සන්ධිය සහ ඩයෝඩය
  • Rectification and smoothingசீராக்கலும் மென்மையாக்கலும்සාජුකරණය සහ සුමටනය
  • LEDs and solar cellsLED-களும் சூரிய மின்கலங்களும்LED සහ සූර්ය කෝෂ
  • Transistorsதிரான்சிற்றர்கள்ට්‍රාන්සිස්ටර

Key points to remember

  • In metals only electrons carry the current. In semiconductors both electrons and holes carry it, and their numbers are equal in a pure crystal.
    உலோகங்கள்ல இலத்திரன்கள் மட்டும் மின்னோட்டத்த கொண்டு போகும். குறை கடத்திகள்ல இலத்திரன்களும் துளைகளும் கொண்டு போகும், தூய படிகத்துல அவற்றோட எண்ணிக்கை சமம்.
    ලෝහවල ධාරාව ගෙන යන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන පමණි. අර්ධ සන්නායකවල එය ගෙන යන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ කුහර දෙකම වන අතර, පිරිසිදු ස්ඵටිකයක ඒවායේ සංඛ්‍යා සමාන වේ.
  • Doping with a group V element makes an n-type semiconductor; with a group III element, a p-type semiconductor.
    ஐந்தாம் கூட்ட மூலகத்தால மாசூட்டினா n-வகை; மூன்றாம் கூட்டத்தால p-வகை.
    V කාණ්ඩයේ මූලද්‍රව්‍යයක් මාත්‍රණය කිරීමෙන් n-වර්ග අර්ධ සන්නායකයක් ද, III කාණ්ඩයේ මූලද්‍රව්‍යයක් මාත්‍රණය කිරීමෙන් p-වර්ග අර්ධ සන්නායකයක් ද ලැබේ.
  • A p-n junction has a depletion layer and a potential barrier: about 0.7 V (Si) and 0.3 V (Ge).
    p-n சந்திக்கு வறிதாக்கல் பகுதியும் அழுத்த வேலியும்: சுமார் 0.7 V (Si), 0.3 V (Ge).
    p-n සන්ධියක භායිත පෙදෙසක් සහ විභව බාධකයක් ඇත: ආසන්න වශයෙන් 0.7 V (Si) සහ 0.3 V (Ge).
  • Forward bias (p positive) narrows the depletion layer and a current flows; reverse bias widens it and no current flows.
    முன்முகக்கோடல் (p நேர்) வறிதாக்கல் பகுதிய சுருக்கி மின்னோட்டம் ஓடும்; பின்முகக்கோடல் அகலமாக்கி மின்னோட்டம் இல்ல.
    පෙර නැඹුරුවේදී (p ධන) භායිත පෙදෙස සිහින් වී ධාරාවක් ගලයි; පසු නැඹුරුවේදී එය පුළුල් වී ධාරාවක් නොගලයි.
  • Diodes rectify AC: half wave with one diode, full wave with a bridge of four; a capacitor smooths the output.
    இருவாயிகள் AC-ய சீராக்கும்: ஒரு இருவாயியால அரை அலை, நாலு இருவாயிப் பாலத்தால முழு அலை; கொள்ளளவி வெளியீட்ட மென்மையாக்கும்.
    ඩයෝඩ AC සාජුකරණය කරයි: එක් ඩයෝඩයකින් අර්ධ තරංග, ඩයෝඩ හතරක සේතුවකින් පූර්ණ තරංග; ධාරිත්‍රකයක් ප්‍රතිදානය සුමට කරයි.
  • LEDs give light when forward biased; solar cells are p-n junctions that make an EMF from light.
    LED-கள் முன்முகக்கோடல்ல ஒளி தரும்; சூரிய மின்கலங்கள் ஒளியால மின்னியக்க விசைய உண்டாக்கும் p-n சந்திகள்.
    LED ආලෝකය දෙන්නේ පෙර නැඹුරු කළ විටය; සූර්ය කෝෂ යනු ආලෝකයෙන් EMF ඇති කරන p-n සන්ධි ය.
  • A transistor (npn or pnp) has emitter, base and collector; carriers always flow from emitter to collector.
    திரான்சிற்றர்ல (npn அல்லது pnp) காவி, அடி, சேகரிப்பான் உண்டு; காவிகள் எப்பவும் காவில இருந்து சேகரிப்பானுக்கு ஓடும்.
    ට්‍රාන්සිස්ටරයකට (npn හෝ pnp) විමෝචකය, පාදම සහ සංග්‍රාහකය ඇත; වාහක සෑම විටම විමෝචකයේ සිට සංග්‍රාහකය දෙසට ගලයි.
  • A transistor works as a current amplifier, a signal amplifier and a switch (on above about 0.7 V base-emitter).
    திரான்சிற்றர் ஓட்ட விரியலாக்கி, சமிக்ஞை விரியலாக்கி, சுவிட்சா வேலை செய்யும் (அடி-காவி சுமார் 0.7 V-க்கு மேல ஆன்).
    ට්‍රාන්සිස්ටරයක් ධාරා වර්ධකයක්, සංඥා වර්ධකයක් සහ ස්විචයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි (පාදම-විමෝචක 0.7 V ට වැඩි විට ක්‍රියාත්මක වේ).

Key formulas

Voltage left after diodesஇருவாயிகளுக்குப் பின் மீதமுள்ள வோல்ற்றளவுඩයෝඩවලින් පසු ඉතිරි වෝල්ටීයතාව

இருவாயிகளுக்குப் பின் மீதமுள்ள வோல்ற்றளவுඩයෝඩවලින් පසු ඉතිරි වෝල්ටීයතාව

V(load) = V − n × 0.7 V

  • V(load) = voltage across the load (the bulb)சுமைக்குக் (குமிழுக்குக்) குறுக்கேயான வோல்ற்றளவுභාරය (බල්බය) හරහා වෝල්ටීයතාව (V)
  • V = supply voltageவழங்கல் வோல்ற்றளவுසැපයුම් වෝල්ටීයතාව (V)
  • n = number of silicon diodes the current passes throughமின்னோட்டம் கடக்கும் சிலிக்கன் இருவாயிகளின் எண்ணிக்கைධාරාව ගමන් කරන සිලිකන් ඩයෝඩ ගණන (–)

A bridge rectifier: the current passes through 2 diodes, so the bulb gets 4.5 − 2 × 0.7 = 3.1 Vபால சீராக்கம்: மின்னோட்டம் 2 இருவாயிகள் வழியாகச் செல்லும், எனவே குமிழுக்கு 4.5 − 2 × 0.7 = 3.1 Vසේතු සාජුකාරකය: ධාරාව ඩයෝඩ 2ක් හරහා ගලන බැවින් බල්බයට 4.5 − 2 × 0.7 = 3.1 V

Transistor as a switchஆளியாகத் திரான்சிற்றர்ස්විචයක් ලෙස ට්‍රාන්සිස්ටරය

ஆளியாகத் திரான்சிற்றர்ස්විචයක් ලෙස ට්‍රාන්සිස්ටරය

VBE ≥ about 0.7 V → IC flows (on)

  • VBE = base–emitter voltageஅடி–காவி வோல்ற்றளவுපාදම–විමෝචක වෝල්ටීයතාව (V)
  • IB = base currentஅடி மின்னோட்டம்පාදම ධාරාව (A)
  • IC = collector currentசேகரிப்பான் மின்னோட்டம்සංග්‍රාහක ධාරාව (A)

VB = 1 V, above 0.7 V: the transistor is on and the bulb in its collector circuit lightsVB = 1 V, 0.7 V ஐ விட அதிகம்: திரான்சிற்றர் இயங்கும், சேகரிப்பான் சுற்றிலுள்ள குமிழ் ஒளிரும்VB = 1 V, 0.7 V ට වැඩි ය: ට්‍රාන්සිස්ටරය ක්‍රියාත්මක වන අතර සංග්‍රාහක පරිපථයේ බල්බය දැල්වේ

Potential dividerஅழுத்தப் பிரிப்பான்විභව බෙදුම

அழுத்தப் பிரிப்பான்විභව බෙදුම

VB = V × R₂ ÷ (R₁ + R₂)

  • VB = voltage across R₂ (at the base)R₂ இற்குக் குறுக்கேயான வோல்ற்றளவு (அடியில்)R₂ හරහා වෝල්ටීයතාව (පාදමේ) (V)
  • V = supply voltageவழங்கல் வோல்ற்றளவுසැපයුම් වෝල්ටීයතාව (V)
  • R₁, R₂ = the two resistors in seriesதொடராக உள்ள இரு தடையிகள்ශ්‍රේණිගත ප්‍රතිරෝධක දෙක (Ω)

R₁ = 10 kΩ across 3 V; VB = 0.7 V needs R₂ = 7000 ÷ 2.3 ≈ 3043 Ω3 V இற்குக் குறுக்கே R₁ = 10 kΩ; VB = 0.7 V ஆக R₂ = 7000 ÷ 2.3 ≈ 3043 Ω3 V හරහා R₁ = 10 kΩ; VB = 0.7 V වීමට R₂ = 7000 ÷ 2.3 ≈ 3043 Ω

A worked example

Textbook (extra knowledge) · Ch.11, p.75பாடப்புத்தகம் (கூடுதல் அறிவு) · பாடம் 11, ப.75පෙළපොත (අමතර දැනුම) · 11 පරි., පි.75

Two resistors R1 = 10 kΩ and R2 form a potential divider across 3 V. For what R2 is the voltage V_B at the junction equal to 0.7 V?
Step 1

V_B = R2 × 3 ÷ (R1 + R2) = 0.7.

Step 2

3 R2 = 0.7 (10 000 + R2) = 7000 + 0.7 R2.

Step 3

2.3 R2 = 7000, so R2 = 7000 ÷ 2.3.

Final answer: R2 ≈ 3043 Ω. When the LDR reaches this resistance in the dark, the transistor begins to switch on.
R1 = 10 kΩ, R2 என்ற ரெண்டு தடையிகள் 3 V-க்கு குறுக்கா அழுத்தப் பிரிப்பானா இருக்கு. சந்தில V_B = 0.7 V ஆக R2 எவ்வளவு இருக்கணும்?
படி 1தொடு, பாரு!

V_B = R2 × 3 ÷ (R1 + R2) = 0.7.

படி 2தொடு, பாரு!

3 R2 = 0.7 (10 000 + R2) = 7000 + 0.7 R2.

படி 3தொடு, பாரு!

2.3 R2 = 7000, அதனால R2 = 7000 ÷ 2.3.

இறுதி விடை: R2 ≈ 3043 Ω. இருட்டுல LDR இந்த தடைய அடையும்போது திரான்சிற்றர் ஆன் ஆக ஆரம்பிக்கும்.
R1 = 10 kΩ සහ R2 ප්‍රතිරෝධක දෙක 3 V හරහා විභව බෙදුමක් සාදයි. සන්ධියේ V_B වෝල්ටීයතාව 0.7 V වීමට R2 කොපමණ විය යුතුද?
පියවර 1පෙන්වීමට ස්පර්ශ කරන්න

V_B = R2 × 3 ÷ (R1 + R2) = 0.7.

පියවර 2පෙන්වීමට ස්පර්ශ කරන්න

3 R2 = 0.7 (10 000 + R2) = 7000 + 0.7 R2.

පියවර 3පෙන්වීමට ස්පර්ශ කරන්න

2.3 R2 = 7000, so R2 = 7000 ÷ 2.3.

අවසාන පිළිතුර: R2 ≈ 3043 Ω. අඳුරේදී LDR ප්‍රතිරෝධය මෙයට පැමිණි විට ට්‍රාන්සිස්ටරය ක්‍රියාත්මක වීමට පටන් ගනී.

Try 5 quiz questions

  1. Which group of the periodic table do silicon and germanium belong to?சிலிக்கன், ஜெர்மானியம் ஆவர்த்தன அட்டவணைல எந்த கூட்டத்துல உள்ளன?

    • A Group IIIமூன்றாம் கூட்டம்III කාණ්ඩය
    • B Group IVநான்காம் கூட்டம்IV කාණ්ඩය
    • C Group Vஐந்தாம் கூட்டம்V කාණ්ඩය
    • D Group VIIஏழாம் கூட்டம்VII කාණ්ඩය
    Show the answer

    Answer: B. Group IVநான்காம் கூட்டம்IV කාණ්ඩය

    They have four electrons in the outermost shell: group IV.வெளி ஓட்டுல நாலு இலத்திரன்கள்: நான்காம் கூட்டம்.ඒවායේ පිටතම කටුවේ ඉලෙක්ට්‍රෝන හතරක් ඇත: IV කාණ්ඩය.

  2. What is a hole?துளை என்றால் என்ன?

    • A A free electronஒரு சுயாதீன இலத்திரன்නිදහස් ඉලෙක්ට්‍රෝනයක්
    • B A missing electron that acts like a positive chargeநேர் மின்னேற்றம் மாதிரி செயல்படும் இல்லாத இலத்திரன்ධන ආරෝපණයක් මෙන් ක්‍රියා කරන අඩුවන ඉලෙක්ට්‍රෝනයක්
    • C A neutronஒரு நியூத்திரன்නියුට්‍රෝනයක්
    • D A hole in the crystal surfaceபடிக மேற்பரப்புல ஓட்டைස්ඵටික පෘෂ්ඨයේ ඇති සිදුරක්
    Show the answer

    Answer: B. A missing electron that acts like a positive chargeநேர் மின்னேற்றம் மாதிரி செயல்படும் இல்லாத இலத்திரன்ධන ආරෝපණයක් මෙන් ක්‍රියා කරන අඩුවන ඉලෙක්ට්‍රෝනයක්

    A hole is the place where a bond-electron is missing; it acts as a positive charge carrier.துளை என்பது பிணைப்பு இலத்திரன் இல்லாத இடம்; அது நேர் ஏற்றக்காவியா செயல்படும்.කුහරය යනු බන්ධන-ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් නැති ස්ථානයයි; එය ධන ආරෝපණ වාහකයක් ලෙස ක්‍රියා කරයි.

  3. Doping silicon with phosphorus (group V) gives…சிலிக்கனை பொஸ்பரசால (ஐந்தாம் கூட்டம்) மாசூட்டினா…

    • A p-type, holes are the majority carriersp-வகை, துளைகள் பெரும்பான்மைக் காவிகள்p-වර්ගය, කුහර බහුතර වාහක වේ
    • B n-type, electrons are the majority carriersn-வகை, இலத்திரன்கள் பெரும்பான்மைக் காவிகள்n-වර්ගය, ඉලෙක්ට්‍රෝන බහුතර වාහක වේ
    • C an insulatorஒரு காவலிපරිවාරකයක්
    • D a metalஒரு உலோகம்ලෝහයක්
    Show the answer

    Answer: B. n-type, electrons are the majority carriersn-வகை, இலத்திரன்கள் பெரும்பான்மைக் காவிகள்n-වර්ගය, ඉලෙක්ට්‍රෝන බහුතර වාහක වේ

    Group V atoms donate an extra electron: n-type.ஐந்தாம் கூட்ட அணுக்கள் கூடுதல் இலத்திரன் தரும்: n-வகை.V කාණ්ඩයේ පරමාණු අමතර ඉලෙක්ට්‍රෝනයක් දායක කරයි: n-වර්ගය.

  4. When the temperature of a semiconductor rises, its conductivity…குறை கடத்தியோட வெப்பநிலை கூடினா அதோட கடத்துதிறன்…

    • A increases, because more bonds breakகூடும், ஏன்னா அதிக பிணைப்புகள் உடையும்බන්ධන වැඩි ගණනක් බිඳෙන බැවින් වැඩි වේ
    • B decreases, as in a metalஉலோகம் மாதிரி குறையும்ලෝහයක මෙන් අඩු වේ
    • C stays the sameமாறாதுඑලෙසම පවතී
    • D becomes zeroபூச்சியமாகும்බිංදුවට පත් වේ
    Show the answer

    Answer: A. increases, because more bonds breakகூடும், ஏன்னா அதிக பிணைப்புகள் உடையும்බන්ධන වැඩි ගණනක් බිඳෙන බැවින් වැඩි වේ

    More bonds break, giving more electrons and holes.அதிக பிணைப்புகள் உடைஞ்சு அதிக இலத்திரன்கள், துளைகள் கிடைக்கும்.වැඩි බන්ධන බිඳී වැඩි ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ කුහර ඇති වේ.

  5. A silicon diode starts to conduct in forward bias when the voltage exceeds about…சிலிக்கன் இருவாயி முன்முகக்கோடல்ல கடத்த ஆரம்பிக்கறது வோல்ற்றளவு கிட்டத்தட்ட எவ்வளவ தாண்டினப்ப?

    • A 0.07 V0.07 V
    • B 0.3 V0.3 V
    • C 0.7 V0.7 V
    • D 7 V7 V
    Show the answer

    Answer: C. 0.7 V0.7 V

    The potential barrier of silicon is about 0.7 V (germanium 0.3 V).சிலிக்கனோட அழுத்த வேலி சுமார் 0.7 V (ஜெர்மானியம் 0.3 V).සිලිකන්වල විභව බාධකය 0.7 V පමණ වේ (ජර්මේනියම් 0.3 V).

In Tamil and Sinhala · தமிழில் · සිංහලෙන්

Every STEM Cloud lesson is in Tamil, English and Sinhala. The chapter's words, as the lesson uses them:

உலோகங்கள்ல இலத்திரன்கள் மட்டும் மின்னோட்டத்த கொண்டு போகும். குறை கடத்திகள்ல இலத்திரன்களும் துளைகளும் கொண்டு போகும், தூய படிகத்துல அவற்றோட எண்ணிக்கை சமம்.

ලෝහවල ධාරාව ගෙන යන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන පමණි. අර්ධ සන්නායකවල එය ගෙන යන්නේ ඉලෙක්ට්‍රෝන සහ කුහර දෙකම වන අතර, පිරිසිදු ස්ඵටිකයක ඒවායේ සංඛ්‍යා සමාන වේ.

  • Semiconductors · குறை கடத்திகள் · අර්ධ සන්නායක
  • Charge carriers · ஏற்றக்காவிகள் · ආරෝපණ වාහක
  • Holes · துளை · කුහර
  • Doping · மாசூட்டல் · මාත්‍රණය
  • Donor atom · தாளி அணு · දායක පරමාණුව
  • Acceptor atom · ஏற்பாள் அணு · ප්‍රතිග්‍රාහක පරමාණුව
  • Depletion layer · வறிதாக்கல் பகுதி · භායිත පෙදෙස (හීන ස්ථරය)
  • Rectifier diode · சீராக்கும் இருவாயி · සාජුකාරක ඩයෝඩය
  • Bridge rectifier · பால சீராக்கம் · සාජුකාරක සේතුව
  • Light emitting diode · ஒளிகாலும் இருவாயி · ආලෝක විමෝචක ඩයෝඩය
  • Transistor · திரான்சிற்றர் · ට්‍රාන්සිස්ටරය
  • Collector · சேகரிப்பான் · සංග්‍රාහකය
  • Emitter · காவி · විමෝචකය
  • Base · அடி · පාදම
  • Current amplifier · ஓட்ட விரியலாக்கி · ධාරා වර්ධකය
  • Signal amplifier · அறிகுறி விரியலாக்கி · සංඥා වර්ධකය
  • Forward bias · முன்முகக்கோடல் · පෙර නැඹුරුව
  • Reverse bias · பின்முகக்கோடல் · පසු නැඹුරුව

In the full lesson

The full Electronics lesson walks through every step: the cartoon animation, the notes, all 4 worked examples, the virtual lab, the games and all 9 quiz questions. It opens with an account.

Sign up Chat with the admin (077 676 8865)

Want to see a whole lesson first? Try Motion in a Straight Line, free.

Questions about Electronics

Is Electronics in the G.C.E. O/L Physics syllabus?

Yes. Electronics is a Grade 11 unit of G.C.E. Ordinary Level Physics in Sri Lanka, and STEM Cloud teaches it in the same order as the course map.

What are the key points of Electronics?

In metals only electrons carry the current. In semiconductors both electrons and holes carry it, and their numbers are equal in a pure crystal. Doping with a group V element makes an n-type semiconductor; with a group III element, a p-type semiconductor. A p-n junction has a depletion layer and a potential barrier: about 0.7 V (Si) and 0.3 V (Ge).

Can I study Electronics in Tamil or Sinhala?

Yes. Every STEM Cloud lesson is in Tamil, English and Sinhala, and you can switch the language at any time from the lesson header.

How do I get the full Electronics lesson?

Sign up on the sign-up page, or message the admin on WhatsApp at 077 676 8865. You can try a free lesson first: Motion in a Straight Line.