2 курс білім алушыларға арналған практикалық сабақТЫҢ Әдістемелік нұСҚаулығЫ
жүктеу/скачать 1,34 Mb.
|
| АҚПАРАТТЫҚ-ДИДАКТИКАЛЫҚ БӨЛІМ
Жартылай өткізгішті диодтарға меншікті электрлік кедергісі бойынша өткізгіш (металл) пен диэлектриктің аралығындағы қатты заттар жатады. Жартылай өткізгіштердің бөлме температурасындағы меншікті электрлік кедергісі -ден , өткізгіште , ал диэлектрикте аралықтарда болады. Жартылай өткізгіштерге кейбір химиялық материалдар (Si, Ge, Se), интерметалдық қосылыстар (InSb Антимонид индия - индий мен сурьма хим. қосылысы, GaAs Арсенид галлия – галлий мен мышьяктың хим. қосылысы), тотықтар (Cu2O, ZnО), сульфидтер (CdS, ZnS), карбидтер (SiC) және көптеген басқа да химиялық қосылыстар жатады. Жартылай өткізгіштер ретінде көбіне кремний мен германийді қолданады 2.9.1-сурет. Жартылай өткізгіштердің энергетикалық (зондық) диаграммалары. Жеке атомның әрбір электронды қабықшасында анықталған энергетикалық деңгей болады. 2.9.1-сурет. Кремний мен германийдің энергетикалық (зондық) диаграммалары Кремний мен германийдің энергетикалық (зондық) диаграммалары 2.9.1-суретте бейнеленген. Валенттік зонадан жоғары өткізгіштік зонасы немесе еркін электрондардың энергетикалық деңгейлерінің жиынтығы болып табылатын еркін зона орналасқан. Валенттік зона мен өткізгіштік зона аралығында тиым салынған зона бар. Электрон энергиясы электрон-вольтта (эВ) өрнектеледі. Электрон-вольт – бұл потенциалдар айырымы 1 В электрлік өрісте шапшаңдық алған электронның энергиясы. Жартылай өткізгіштің меншікті электрөткізгіштігі. Қоспасыз жартылай өткізгіштің электрөткізгіштігін меншікті деп айту қабылданған. Абсолют нөл (0 К) температура кезінде жартылай өткізгіштің барлық электрондары орбитада орналасады. Еркін электрондар жоқ. Зарядты тасымалдаушылар жоқ және оның электрөткізгіштігі нөлге тең. Жартылай өткізгіш диэлектрик сияқты болады. Қандай-да бір электрон, мысалы кремний электроны қосымша ΔW ≥ 1,12 эВ энергиясын алып, орбитадан кетеді, еркін электронға айналады, бір ковалентті байланыс толық емес болады. Ковалентті байланыста бір электронның болмауын кемтік деп атау қабылданған. Осы кезде электронын жоғалтқан атом оң ионға айналады. Кемтік (positive сөзінен) әрпімен белгіленеді. Электрон (negative сөзінен) әрпімен белгіленеді. Еркін электрон мен кемтіктіктің, яғни электронды-кемтіктік жұптың түзілу процесі заряд тасымалдаушылардың ионизациясы немесе генерациясы деп аталады. Электронды-кемтіктік жұптың жойылу процесі немесе кемтіктің еркін электронмен толықтырылуы рекомбинация деп аталады. Меншікті жартылай өткізгіш үшін теңдігі дұрыс, мұндағы меншікті жартылай өткізгіштегі еркін электрондардың концентрациясы, меншікті жартылай өткізгіштегі кемтіктердің концентрациясы. Ферми деңгейі. температура кезінде электронның қандай электрондық деңгейде болатынын табу ықтималдылығы Ферми-Дирактың таралу функциясы: . (2.9.1) мұндағы – Больцман тұрақтысы, – Кельвинде өрнектелген абсолют температура, Ферми деңгейі деп аталатын энергетикалық деңгей. кезінде деңгейлерін электронмен толтыру ықтималдылығы нөлге, ал деңгейлерін электронмен толтыру ықтималдылығы бірге тең. Меншікті жартылай өткізгіште Ферми деңгейі тиым салынған зонаның ортасында орналасады. Қоспалы жартылай өткізгіштер. Жартылай өткізгішке басқа валентті атом қоспасының азғантай мөлшерін енгізсе, оның электрөткізгішті тез артады және ол жартылай өткізгіш қоспалы деп аталады. Сонымен бірге қандай-да бір қоспаны қосып, электронды (n-типті) немесе кемтіктік (p-типті) өткізгіштікке ие жартылай өткізгіш алуға болады. n-типті жартылай өткізгіш алу үшін таза жартылай өткізгішке бес валентті элементтер: фосфорды немесе мышьякты қосады. n-типті жартылай өткізгіште электрондар – негізгі заряд тасымалдаушы, ал кемтіктер – негізгі емес заряд тасымалдаушы болып табылады. Таза жартылай өткізгішке үш валентті элемент (бор, индий немесе алюминий) қосып, р-типті жартылай өткізгіш алуға болады. Мұнда кемтіктер - негізгі заряд тасымалдаушы, ал электрондар – негізгі емес заряд тасымалдаушы болып табылады. Кемтіктік өткізгіштікке ие жартылай өткізгішті алуға мүмкіндік беретін үш валентті элементтің қоспасы акцепторлық деп аталады. жүктеу/скачать 1,34 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|